Lepší obrábění těžko obrobitelných slitin

Ještě nedávno platily superslitiny za materiálové exoty. V posledních letech získávají tito exoti stále více na významu. U mnoha součástek je rostoucí trend zhotovovat je z materiálů jako Inconel, Hastelloy, Waspaloy, Nimonic nebo Titan. Zatímco v 90. letech byl podíl superlegovaných materiálů pod 1 %, v posledních letech se zdvojnásobil na 2 až 3 %. Především v oboru výroby turbínových motorů, hnacích ústrojí v energetice, letectví, kosmonautice a medicínské technice jsou využívány přednosti těchto materiálů. Superslitiny jsou těžko obrobitelné a k tomu skuteční žrouti nástrojů. Zatímco při obrábění běžných ocelí, např. zlepšená 42CrMo4 (1.7225), se světově udává průměrná životnost na řeznou hranu 45 minut, u superlegováným materiálů se nástrojům dává životnost 7 až 10 minut. Superslitiny jsou vysoce žáropevné s komplexním složením a jsou využívány především ve vysokých teplotách. Podstatnými prvky jsou Fe, Ni nebo Co s přísadami elementů Cr, Mo, W, Ta, Ti, Mn, Zr, C + B a jsou proto zvláště odolné proti teplotám, okujím a korozi. Obvyklé značky materiálů jsou Nikllové slitiny: Hastelloy Inconel 60 až 901 Nimonic Incoloy Monel Waspaloy Kobaltové slitiny: Hayness 25 Stellitte Titanové slitiny Slitiny železa: Nerezové oceli (vytvrzené) Nejběžnější materiály jsou Inconel 718 (2.4952) se značnou částí legur 18%Cr, 52%Nr a 5,3%Nb, nebo Nimonic 80A (2.4952) s 19%Cr, 73%Ni a 1%Co. Na těchto příkladech je vidět, jaké asi jsou požadavky na nástroje. Při obrábění těchto materiálů byli již mnozí uživatelé zoufalí. Na základě toho LMT Boehlerit - Centrum řezných materiálů – přijalo tuto výzvu. 75 let zkušeností a blízkost výrobce ušlechtilých ocelí Böhler byl dobrý základ pro práci vývojových inženýrů. Speciálně vyškolení metalurgové, chemici a aplikační technici, kteří mají letité zkušenosti s různými obráběcími stroji, přinesli Know How. Na základě toho, že soustružení má největší podíl na třískovém obrábění, byla podstatná část vývoje zaměřena na tuto operaci. Při letitém vývoji tvrdokovových substrátů, povlaků, makro a mikrogeometrií a mnoha praktických testech, především v různých slitinách na bázi niklu, byly vyvinuty dva druhy tvrdokovu a tři utvářeče speciálně vyladěny pro požadavky superlegovaných materiálů. Jako absolutně nejlepší tvrdokov pro vysokou stabilitu řezné hrany a pro vysokou bezpečnost při obrábění vyšel jemnozrnný slinutý karbid. Vývoj povlaku byl výrazně složitější krok. Vedle hlavních funkcí, jako odolnost proti vysokým teplotám a životnost, byly určující faktory i ty, že tvrdá povlakovaná vrstva nesmí mít žádnou chemickou příbuznost k legujícím prvkům superslitin, povrch povlaku musí být extrémně hladký a musí minimalizovat sklon k nalepování. Dále nesmí tloušťka povlaku negativně ovlivňovat mikrogeometrii. V mnoha laboratorních i praktických testech měla tenká supernitridová vrstva nejlepší účinost. Speciální, vysokým teplotám odolný, supernitridový povlak dovolí o 15 % vyšší řeznou rychlost pomocí vyšší tepelné zatížitelnosti. Vysoký obsah hliníku v jemné krystalické struktuře umožňuje vyšší životnost v těžkoobrobitelných slitinách. Výsledek tohoto vývoje je tvrdá sorta Supertec LC405Z (HC-M05) – pro hladký řez, a houževnatý Supertec LC415Z (HC-M15) - pro lehce přerušovaný řez. Podstatný faktor úspěchu při soustružení superslitin je sladění mikroa makrogeometrie. Ostrá mikrogeometrie je základní předpoklad vysokého výkonu při obrábění. Pro dosažení ostré řezné hrany se Boehlerit neohlížel na náklady a aplikoval precizní obvodový brus s nejmenším možným nebezpečím - vytrháváním částic tvrdokovu z břitu. Díky řezivosti ostří byly řezné síly sníženy tak, že vlivem nižšího odporu byl podpořen řezný proces a tím se dosáhlo podstatně vyšší životnosti (30 – 50%). Pozitivní makrogeometrie se postarala o měkčí odchod třísky se správným příčným pěchováním a potom už nestálo dobrému utváření třísky při obrábění těchto „exotických” materiálů nic v cestě. Supertec soustružnický program nabízí nejen hospodárné obrábění superslitin, ale Supertec LC415Z i hospodárné obrábění austenitických nerezových ocelí za vyšších řezných rychlostí (? 180 m/min). Se Supertecem můžete dosáhnout v širokém spektru superslitinových materiálů až o 50 % vyšší životnost za současného zvýšení řezné rychlosti o 15 %. Hlavní tvary vyměnitelných břitových destiček jsou Vám k dispozici skladem u firmy LMT Boehlerit.