Cu o tenacitate îmbunătățită, cermeturile comandă astăzi o furie de performanță mai mare.

Cermeturile cu micrograniță oferă o duritate îmbunătățită. Fotografia microscopică a unui astfel de grad de cermet (mai sus) arată ce înseamnă fizic „microgranuleț”.

Precedent Următor

Prea multe ateliere s-au hotărât cu prea mult timp în urmă cu privire la plăcuțele cermet, spune Scott Pettay, inginer de aplicații pentru scule de tăiere. Cermeturile de astăzi merită o a doua privire.

Căutați percepția că cermeturile pot face față doar tăierilor ușoare. Din punct de vedere istoric, aceste inserții au prelucrat la adâncimi nu mult mai mari de 0,060 inch, dar astăzi, inserțiile cermet taie în mod obișnuit oțelul la adâncimi care ajung la 0,120 inch.
Apoi există percepția că cermeturile sunt fragile. În timp ce cermeturile din trecut erau mai uniform vulnerabile la impacturi și șocuri termice, plăcuțele din cermet de astăzi sunt mai rezistente – unele dintre ele oferind o rezistență la flexiune egală cu cea a carburii P15.

Mr. Pettay lucrează pentru Kyocera Ceratip Cutting Tools (Mountain Home, Carolina de Nord), o companie care oferă plăcuțe fabricate din diverse materiale – carbură, ceramică, cermet, CBN și PCD. El spune că un lucru important de înțeles despre cermeturi, în raport cu aceste alte materiale, este măsura în care s-a schimbat anvelopa de performanță a cermeturilor. Dezvoltarea cermeturilor cu micrograniță a îmbunătățit duritatea materialului pentru scule. Pe continuumul tenacitate versus rezistență la uzură, cermeturile obișnuiau să ocupe un loc mai mic, aproape de ceramică. (A se vedea ilustrația de mai jos.) Acum, cermeturile se întind mai mult pe acest grafic, acoperind diferența de performanță dintre ceramică și cele mai rezistente carburi.

Ce este un cermet?
Cuvântul cermet este o contracție a cuvintelor „ceramic” și „metal”. Un cermet este alcătuit dintr-un material ceramic (cum ar fi carbura de titan sau carbonitrură de titan) cimentat cu un liant metalic. Ceramica asigură rezistența la uzură, iar metalul asigură duritatea.

Combinația este mai inertă din punct de vedere chimic decât carbura de tungsten, spune dl Pettay. Inerția înseamnă că acumularea de muchii și uzura craterelor sunt mai puțin probabile. Rezultatul nu este doar o durată de viață îmbunătățită a sculei, ci și un finisaj prelucrat îmbunătățit. Unul dintre beneficiile cheie ale tăierii cu o muchie de cermet este capacitatea de a obține un finisaj care poate elimina necesitatea polizării sau rectificării.

Cermeturile au, de asemenea, o duritate la cald mai mare decât carbura, ceea ce înseamnă că mențin o rezistență mai mare la uzură la temperaturi ridicate. Ca urmare, vitezele de tăiere pot fi adesea mărite cu aceste unelte fără a compromite durata de viață a acestora.

Combinarea rezistenței la uzură cu duritatea sporită de astăzi face ca argumentele în favoarea cermeturilor să fie mai puternice. Dl Pettay spune că anumite concepții greșite despre cermets sunt și mai puțin corecte astăzi, inclusiv următoarele:

• Nu este adevărat: Cermets nu poate face față întreruperilor. Cermeturile cu micrograniță pot face față întreruperilor. Cermeturile tradiționale au fost folosite în frezare de ani de zile.
• Nu este adevărat: Cermets trebuie să funcționeze la viteze mari. Cermeturile tind să exceleze la viteze mari, dar materialul poate funcționa bine și la viteze sub 500 sfm.
• Nu este adevărat: Cermeturile sunt limitate la finisarea oțelului. În plus față de finisare, se poate avea încredere în cermets pentru a efectua tăieturi semi-abrazive în oțeluri carbon, oțeluri aliate și oțeluri pentru scule. Cermeturile pot prelucra și alte materiale, inclusiv fontă cenușie, fontă nodulară sau ductilă, metale pulverulente, aliaje neferoase și chiar nemetale.

Certe materiale prezintă totuși probleme. Sursa acestor probleme este adesea legată de nichel.

Limitări ale cermeturilor
Nichelul este un material liant comun pentru cermeturi. Acest lucru creează potențialul unei reacții chimice dacă piesa de prelucrat are și un conținut ridicat de nichel. (Adică, inerția cermeturilor nu se aplică dacă este implicat nichel.) Aliajele de înaltă temperatură și unele oțeluri inoxidabile se numără printre materialele cu conținut de nichel care pot cauza probleme atunci când se utilizează scule cermet neacoperite.

Cermeturile acoperite sunt o chestiune diferită, totuși. Aceste scule pot de fapt să exceleze în prelucrarea oțelurilor inoxidabile. Pentru siguranță, atunci când se prelucrează materiale care conțin nichel, se recomandă utilizarea cermeturilor acoperite.

Șocul termic prezintă un potențial suplimentar de pericol. Lichidul de răcire trebuie utilizat numai în aplicații de tăiere continuă în care lichidul de răcire poate rămâne pe scula de cermet, cum ar fi strunjirea de finisare și filetarea. Lichidul de răcire nu trebuie utilizat pentru frezarea cu cermeturi. Chiar și în aplicațiile de tăiere continuă, spune dl Pettay, lichidul de răcire ar trebui utilizat numai pentru tăieturi care nu depășesc 0,010 ipr de avans sau 0,080 inch de adâncime de tăiere.

Aplicații
Cermeturile sunt excelente la finisare. Dincolo de aceasta, ce alte aplicații ar trebui să ia în considerare potențialii utilizatori?

Mr. Pettay indică patru:

• Frezarea. Combinația de rezistență la uzură, viteză și tenacitate crescută poate face ca cermeturile să fie remarcabile în aplicațiile de canelare. (În canelare, spune el, se recomandă lichidul de răcire.)
• Piese de formă aproape netă. Un alt avantaj al stabilității cermeturilor este controlul dimensional strâns. Aplicațiile cu adâncime de tăiere redusă cu cerințe de toleranță strânsă, cum ar fi piesele cu formă aproape netă, sunt potrivite pentru cermets.
• Piese care au nevoie de viteză. Dacă viteza de avans este deja limitată de cerințele de finisare, iar adâncimea de tăiere este deja limitată de dimensiunile piesei, atunci viteza este singura cale rămasă pentru creșterea productivității. Cermeturile pot oferi această viteză suplimentară.
• Lucrare de tip elvețian. Pe un strung de tip elvețian, ratele de avans sunt în general ușoare și vitezele de rotație ale axului sunt adesea ridicate – o combinație avantajoasă pentru cermets. Plăcuțele din cermet pot excela la menținerea toleranțelor și finisajelor precise care caracterizează adesea lucrul pe aceste mașini.

La această listă, domnul Pettay adaugă o a cincea aplicație care ar putea deveni mai proeminentă în timp: prelucrarea uscată. Capacitatea limitată a cermeturilor de a rezista la lichid de răcire este un dezavantaj doar în cazul în care se utilizează lichid de răcire. Pe măsură ce costurile de eliminare a lichidului de răcire continuă să crească, prelucrarea uscată ar putea reprezenta o parte din ce în ce mai mare a proceselor de prelucrare a metalelor, oferind potențial un motiv în plus pentru care cermeturile merită o a doua privire.