With their improved toughness, cermets today command a larger performance rage.

Micrograin cermets bieden verbeterde taaiheid. Microscopische fotografie van één zo’n cermetsoort (boven) toont wat “micrograin” fysisch betekent.

Vorige Volgende

Te veel winkels hebben hun mening over cermetinserts te lang geleden gevormd, zegt Scott Pettay, een ingenieur voor de toepassing van snijgereedschap. Cermets vandaag verdienen een tweede blik.

Neem de perceptie dat cermets alleen lichte sneden aankunnen. Historisch gezien hebben deze snijplaten bewerkt op dieptes die niet veel groter zijn dan 0,060 inch, maar vandaag de dag snijden cermet snijplaten routinematig staal op dieptes die 0,120 inch bereiken.
Dan is er nog de perceptie dat cermets bros zijn. Terwijl cermets van het verleden meer uniform kwetsbaar voor schokken en thermische schokken waren, cermetinserts vandaag zijn taaier-sommige van hen bieden flexural sterkte gelijk aan die van P15 carbide.

Mr. Pettay werkt voor Kyocera Ceratip Cutting Tools (Mountain Home, North Carolina), een bedrijf dat inserts van verschillende materialen aanbiedt-carbide, keramiek, cermet, CBN en PCD. Hij zegt dat het belangrijk is om te begrijpen dat cermets, in vergelijking met deze andere materialen, veranderd zijn in de mate waarin de prestatie envelop van cermets veranderd is. De ontwikkeling van microkorrelige cermets heeft de taaiheid van het gereedschapmateriaal verbeterd. Op het continuüm van taaiheid versus slijtvastheid bevonden cermets zich vroeger op een kleiner punt, dicht bij keramiek. (Zie de illustratie hieronder.) Nu reiken cermets verder op deze grafiek en overbruggen de prestatiekloof tussen keramiek en de taaiste hardmetalen.

Wat is een cermet?
Het woord cermet is een samentrekking van “keramiek” en “metaal”. Een cermet bestaat uit een keramisch materiaal (zoals titaancarbide of titaancarbonitride) gecementeerd met een metaalbindmiddel. Het ceramisch verstrekt de slijtageweerstand, en het metaal verstrekt toughness.

De combinatie is chemisch inertere dan wolframcarbide, zegt M. Pettay. De inertheid betekent dat randopbouw en krater slijtage minder waarschijnlijk zijn. Het resultaat is niet alleen een langere levensduur van het gereedschap, maar ook een betere machinale afwerking. Een van de belangrijkste voordelen van het snijden met een cermetrand is de mogelijkheid om een afwerking te bereiken die de noodzaak van polijsten of slijpen kan elimineren.

Cermets hebben ook een hogere warme hardheid dan hardmetaal, wat betekent dat ze meer slijtvastheid behouden bij hoge temperaturen. Dientengevolge, kunnen de snijsnelheden vaak met deze hulpmiddelen worden verhoogd zonder het hulpmiddel life.

Combating de slijtageweerstand met de verbeterde taaiheid van vandaag maakt het geval voor cermets sterker. M. Pettay zegt bepaalde misvattingen over cermets vandaag nog minder nauwkeurig zijn, met inbegrip van het volgende:

• Niet waar: Cermets kunnen niet omgaan met onderbrekingen. Microkorrel cermets kunnen onderbrekingen aan. Traditionele cermets worden al jaren gebruikt bij het frezen.
• Niet waar: Cermets moeten met hoge snelheden draaien. Cermets hebben de neiging om uit te blinken bij hoge snelheden, maar het materiaal kan ook goed presteren bij snelheden onder 500 sfm.
• Niet waar: Cermets zijn beperkt tot het afwerken van staal. Naast afwerking kunnen cermets ook worden vertrouwd om half-ruwe sneden in koolstofstaal, gelegeerd staal en gereedschapsstaal te nemen. Cermets kunnen ook andere materialen bewerken, waaronder grijs gietijzer, nodulair of nodulair ijzer, poedermetalen, non-ferro legeringen en zelfs niet-metalen.

Bij bepaalde materialen doen zich echter problemen voor. De bron van deze problemen heeft vaak betrekking op nikkel.

Cermet Beperkingen
Nikkel is een gemeenschappelijk bindmiddel materiaal voor cermets. Dit leidt tot het potentieel voor een chemische reactie als het werkstuk ook hoog nikkelgehalte heeft. (Dat wil zeggen, de inertheid van cermets is niet van toepassing als er nikkel in het spel is.) Hoge temperatuur legeringen en sommige roestvaste staalsoorten behoren tot de nikkelhoudende materialen die problemen kunnen veroorzaken bij gebruik van niet-gecoat cermet gereedschap.

Gecoat cermet is echter een andere zaak. Deze gereedschappen kunnen zelfs uitblinken bij de bewerking van roestvast staal. Voor de veiligheid worden bij het bewerken van nikkelhoudende materialen gecoate cermets aanbevolen.

Gegoten aluminium is ook een problematisch metaal. Het probleem hier is mechanisch eerder dan chemisch, en de boosdoener is silicium. Cermets presteren over het algemeen goed bij het bewerken van aluminium, maar het hoge siliciumgehalte van gegoten aluminium heeft een schurend effect dat het vermogen van de insert om een gladde afwerking te produceren in gevaar kan brengen.

Andere beperkingen van het snijden met cermet inserts hebben betrekking op de sterkte. De cermets van vandaag zijn taaier dan zij eens waren, maar hun taaiheid evenaart nog niet dat van de taaiste carbiden. Cermets zijn niet geschikt voor voorbewerking. Ook, omdat de buigsterkte laag is, vereisen cermets lagere voedingen.

Thermische schokken vormen een extra potentieel voor gevaar. Koelvloeistof mag alleen worden gebruikt bij continue snijtoepassingen waarbij de koelvloeistof op het cermetgereedschap kan blijven, zoals afdraaien en draadsnijden. Koelmiddel mag niet worden gebruikt voor frezen met cermets. Zelfs in ononderbroken scherpe toepassingen, zegt M. Pettay, zou de koelvloeistof slechts voor besnoeiingen moeten worden gebruikt die geen 0.010 ipr voersnelheid of 0.080 duimdiepte van cut.

Toepassingen
Cermets zijn uitstekend bij het eindigen. Buiten dat, welke andere toepassingen zouden de toekomstige gebruikers moeten overwegen?

Mr. Pettay wijst op vier:

• Grooving. De combinatie van slijtvastheid, snelheid en verhoogde taaiheid kan cermets uitstekend maken in groeftoepassingen. (In groeven, zegt hij, wordt koelmiddel geadviseerd.)
• Nabije net-vorm delen. Een ander voordeel van de stabiliteit van cermets is de strakke dimensionale controle. Toepassingen met een geringe snijdiepte en nauwe tolerantie-eisen, zoals bijna netvormige delen, zijn zeer geschikt voor cermets.
• Parts in need of speed. Als de voedingssnelheid al beperkt is door de eisen voor afwerking en de snijdiepte al beperkt is door de afmetingen van het werkstuk, dan is snelheid de enige weg die overblijft om de productiviteit te verhogen. Cermets kunnen deze extra snelheid leveren.
• Zwitserse bewerking. Op een Zwitserse draaimachine zijn de voedingssnelheden over het algemeen laag en de spindelsnelheden vaak hoog, een gunstige combinatie voor cermets. Cermetinserts kunnen uitblinken in het vasthouden van de precieze toleranties en afwerkingen die vaak kenmerkend zijn voor het werk op deze machines.

Aan deze lijst voegt de heer Pettay een vijfde toepassing toe die in de loop van de tijd prominenter kan worden: droog machinaal bewerken. Het beperkte vermogen van cermets om koelvloeistof te weerstaan is alleen een nadeel wanneer koelvloeistof wordt gebruikt. Aangezien de kosten voor het verwijderen van koelvloeistof blijven stijgen, kan droge bewerking een groeiend deel van de metaalbewerkingsprocessen vertegenwoordigen, mogelijk een verdere reden waarom cermets een tweede blik verdienen.