Cermetit ovat parantuneen sitkeytensä ansiosta nykyään entistä suuremmassa suorituskykyvarmuudessa.
Mikrorakeiset cermetit tarjoavat paremman sitkeyden. Erään tällaisen kermettilaadun mikroskooppikuvaus (yllä) osoittaa, mitä ”mikrorakeisuus” fyysisesti tarkoittaa.
Edellinen Seuraava
Liian monet korjaamot tekivät päätöksensä kermettiterälevyjen suhteen liian kauan sitten, sanoo leikkuutyökalujen sovellusinsinööri Scott Pettay. Nykyään kermetit ansaitsevat toisen tarkastelun.
Tulee mieleen käsitys, että kermetit kestävät vain kevyitä leikkauksia. Historiallisesti nämä insertit ovat työstäneet enintään 0,060 tuuman syvyydellä, mutta nykyään kermettiteräkset leikkaavat rutiininomaisesti terästä jopa 0,120 tuuman syvyydellä.
Sitten on vielä käsitys, että kermetit ovat hauraita. Aikaisemmat kermetit olivat tasaisemmin alttiita iskuille ja lämpöshokeille, mutta nykyään kermettiterälevyt ovat sitkeämpiä – joidenkin taivutuslujuus vastaa P15-karbidin lujuutta.
Hra Pettay työskentelee Kyocera Ceratip Cutting Tools -yhtiössä (Mountain Home, Pohjois-Carolina), joka tarjoaa erilaisista materiaaleista – karbidista, keraamisista materiaaleista, kermettiterälevyistä, kermettiterälevyistä, CBN:stä ja PCD:stä – valmistettuja teriä. Hänen mukaansa tärkeä asia, joka on ymmärrettävä kermeteistä suhteessa näihin muihin materiaaleihin, on se, missä määrin kermettien suorituskyky on muuttunut. Mikrorakeisten kermettien kehittäminen on parantanut työkalumateriaalin sitkeyttä. Sitkeyden ja kulutuskestävyyden välisellä jatkumolla kermetit sijoittuivat aiemmin pienemmälle tasolle lähelle keramiikkaa. (Katso alla oleva kuva.) Nyt kermetit ulottuvat kauemmas tällä kuvaajalla ja kurovat umpeen suorituskykyeron keraamisten aineiden ja kovimpien kovametallien välillä.
Mikä on kermetti?
Sana kermetti on supistuma sanoista ”keraaminen” ja ”metalli”. Kermetti koostuu keraamisesta materiaalista (kuten titaanikarbidista tai titaanikarbonitridistä), joka on sementoitu metallisideaineella. Keraami antaa kulutuskestävyyden ja metalli sitkeyden.
Yhdistelmä on kemiallisesti inertimpi kuin volframikarbidi, Pettay sanoo. Inerttiys tarkoittaa, että reunojen muodostuminen ja kraatterien kuluminen ovat epätodennäköisempiä. Tuloksena ei ole vain parempi työkalun käyttöikä vaan myös parempi työstöjälki. Yksi tärkeimmistä eduista, joita kermettireunalla leikkaaminen tarjoaa, on mahdollisuus saavuttaa viimeistely, joka saattaa poistaa kiillotus- tai hiontatarpeen.
Kermeteillä on myös korkeampi kuumakovuus kuin kovametallilla, mikä tarkoittaa, että ne säilyttävät paremman kulutuskestävyyden korkeissa lämpötiloissa. Herra Pettay sanoo, että tietyt väärät käsitykset kermeteistä ovat nykyään vielä vähemmän paikkansapitäviä, kuten seuraavat:
- Ei pidä paikkaansa: Cermetit eivät kestä keskeytyksiä. Mikrorakeiset kermetit kestävät keskeytyksiä. Perinteisiä kermettejä on käytetty jyrsinnässä jo vuosia.
- Ei pidä paikkaansa: Kermettien on kuljettava suurilla nopeuksilla. Cermetit ovat yleensä erinomaisia suurilla nopeuksilla, mutta materiaali voi toimia hyvin myös alle 500 sfm:n nopeuksilla.
- Ei pidä paikkaansa: Cermetit rajoittuvat teräksen viimeistelyyn. Viimeistelyn lisäksi kermetteihin voidaan luottaa myös hiiliterästen, seosterästen ja työkaluterästen puolikarkeissa leikkauksissa. Kermeteillä voidaan työstää myös muita materiaaleja, kuten harmaavalurautaa, pallografiittivalurautaa tai pallografiittivalurautaa, jauhemetalleja, värimetalliseoksia ja jopa ei-metalleja.
Tietyissä materiaaleissa on kuitenkin ongelmia. Näiden ongelmien lähde liittyy usein nikkeliin.
Kermettimateriaalin rajoitukset
Nikkeli on yleinen kermettimateriaalin sideaine. Tämä aiheuttaa kemiallisen reaktion mahdollisuuden, jos työkappaleessa on myös korkea nikkelipitoisuus. (Toisin sanoen kermettien inerttiys ei päde, jos mukana on nikkeliä.) Korkean lämpötilan seokset ja jotkin ruostumattomat teräkset kuuluvat nikkeliä sisältäviin materiaaleihin, jotka voivat aiheuttaa ongelmia käytettäessä pinnoittamattomia kermettityökaluja.
Pinnoitetut kermetit ovat kuitenkin eri asia. Nämä työkalut voivat itse asiassa olla erinomaisia ruostumattomien terästen työstössä. Turvallisuuden vuoksi nikkeliä sisältäviä materiaaleja työstettäessä suositellaan pinnoitettuja kermettejä.
Alumiinivalu on myös ongelmallinen metalli. Ongelma on pikemminkin mekaaninen kuin kemiallinen, ja syyllinen on pii. Kermetit toimivat yleensä hyvin alumiinia työstettäessä, mutta valualumiinin korkealla piipitoisuudella on hankaava vaikutus, joka voi heikentää insertin kykyä tuottaa sileäpintainen viimeistely.
Muut kermettiterälevyillä leikkaamisen rajoitukset liittyvät lujuuteen. Kermetit ovat nykyään kovempia kuin ennen, mutta niiden sitkeys ei silti vastaa kovimpien kovametallien sitkeyttä. Kermetit eivät sovellu karhennukseen. Jäähdytysnestettä tulisi käyttää vain jatkuvissa leikkaussovelluksissa, joissa jäähdytysneste voi jäädä kermettityökaluun, kuten viimeistelysorvauksessa ja kierteityksessä. Jäähdytysnestettä ei saa käyttää jyrsintään kermeteillä. Jopa jatkuvan leikkauksen sovelluksissa, sanoo Pettay, jäähdytysnestettä tulisi käyttää vain leikkauksissa, jotka eivät ylitä 0,010 ipr:n syöttönopeutta tai 0,080 tuuman leikkaussyvyyttä.
Sovellukset
Cermetit ovat erinomaisia viimeistelyssä. Mitä muita sovelluksia tulevien käyttäjien tulisi tämän lisäksi harkita?
Herra Pettay huomauttaa neljästä:
- Grooving. Kulutuskestävyyden, nopeuden ja lisääntyneen sitkeyden yhdistelmä voi tehdä kermeteistä erinomaisia uritussovelluksissa. (Hänen mukaansa urituksessa suositellaan jäähdytysnestettä.)
- Lähes verkon muotoiset osat. Toinen kermettien vakauden tuoma etu on tiukka mittojen hallinta. Kevyen leikkuusyvyyden omaavat sovellukset, joissa on tiukat toleranssivaatimukset, kuten lähes verkkomuotoiset osat, soveltuvat hyvin kermeteille.
- Nopeutta vaativat osat. Jos syöttönopeutta rajoittavat jo viimeistelyvaatimukset ja leikkaussyvyyttä rajoittavat jo kappaleen mitat, nopeus on ainoa jäljellä oleva keino tuottavuuden lisäämiseksi. Cermetit voivat tarjota tämän lisänopeuden.
- Swiss-tyyppinen työstö. Swiss-tyyppisellä sorvauskoneella syöttönopeudet ovat yleensä pieniä ja karan nopeudet usein korkeita, mikä on edullinen yhdistelmä kermeteille. Kermettiterälevyt pystyvät erinomaisesti säilyttämään tarkat toleranssit ja viimeistelyt, jotka usein ovat ominaisia näillä koneilla tehtäville töille.
Tälle listalle Pettay lisää vielä viidennen sovelluksen, joka saattaa ajan myötä korostua: kuivakoneistus. Cermettien rajallinen kyky kestää jäähdytysnestettä on haitta vain silloin, kun käytetään jäähdytysnestettä. Jäähdytysnesteen hävittämiskustannusten kasvaessa kuivakäsittely saattaa muodostaa kasvavan osan metallintyöstöprosesseista, mikä voi olla lisäsyy siihen, miksi kermetit ansaitsevat toisen tarkastelun.
SIIRTYVÄ SISÄLTÖ
-
Missä kuiva jyrsintä on järkevää
Nestejäähdytysaineella on lämpötilasta riippumattomia etuja. Tässä työpajassa käytetään pakotettua ilmaa… mutta silti perinteisestä jäähdytysnesteestä ei voida luopua kokonaan.
-
Kierteen sorvaus sorvilla
Oikeilla työkalu- ja tekniikkavalinnoilla voidaan optimoida kierteensorvausprosessi.
-
Kuivana työstäminen on kokeilemisen arvoinen asia
Leikkuunesteen käytön vähentäminen tarjoaa mahdollisuuden huomattavaan kustannussäästöön. Työkalun käyttöikä voi jopa parantua.