Завдання: вирішувати такі проблеми, як довговічність інструменту та безпека виробництва, пов’язана з сколюванням, відколюванням покриття та термічним розтріскуванням під час операцій торцевого фрезерування.
Рішення: новий клас GC1130 використовує дрібнозернисту підкладку з високим вмістом хрому та PVD-покриття за технологією Zertivo™, яке значно покращує адгезію підкладки до покриття та цілісність ріжучої кромки.
Відколи покриття пластини та відколи ріжучої кромки є поширеними явищами під час складних операцій торцевого фрезерування та призводять до скорочення терміну служби інструменту. Ці проблеми часто спостерігаються під час складних проходів, довгих звисів, глибоких кишень та операцій мокрого різання.
Sandvik Coromant розробив новий сплав пластин GC1130, який використовує PVD-покриття, виготовлене за технологією Zertivo™ на дрібнозернистій підкладці з високим вмістом хрому. GC1130 в основному використовується для обробки сталі (ISO-P), у той же час його також можна використовувати для обробки змішаних матеріалів.
Інженери з науково-дослідних робіт Sandvik Coromant взялися за виклик - ще раз удосконалити вдосконалену PVD марку сталі GC1030. На основі систематичного аналізу потреб замовників спеціалісти з науково-дослідної роботи завершили це вдосконалення, провівши велику кількість випробувань обробки. Усі ці випробування проводяться в реальних механічних майстернях, і команда дослідників і розробників отримала потужну підтримку від клієнтів.
Спеціалісти з досліджень і розробок проаналізували результати випробувань і виявили три основні проблеми: відколи біля лінії краю, відшарування покриття та термічні тріщини (див. малюнок нижче). Існуючі матеріали вже належним чином стійкі до хімічного та абразивного зношування, тому жодних змін у цих областях не потрібно. Що потрібно зробити, так це оптимізувати взаємодію між карбідом і покриттям, щоб максимізувати цілісність пластини.
Матриця GC1130 дуже тверда і зносостійка, що визначається високим вмістом хрому і дрібнозернистою структурою в її складі. Зерниста структура карбіду вольфраму підвищує міцність кромки та забезпечує кращу та збалансованішу продуктивність.
Покриття GC1130 містить титан, алюміній і хром, щоб протистояти тривалому зношенню та хімічному впливу. Його структура, особливо розмір частинок покриття та наношарова структура, можуть звести до мінімуму виникнення термічних тріщин і відколів.
Кілька компонентів матеріалу леза взаємодіють, при цьому один компонент впливає на властивості інших компонентів. Удосконалений процес контролю, який використовується технологією Zertivo, може оптимізувати взаємодію між покриттям і основою, щоб краще уникнути проблеми відшарування покриття та невеликих відколів поблизу лінії різання, щоб реалізувати весь потенціал матеріалу.
GC1130 — це перший сплав для фрезерування Zertivo з дуже міцною ріжучою кромкою. Міцна підкладка та оптимізоване покриття можуть ефективно протистояти сколам і тріщинам лінії кромки за складних умов обробки, наприклад, коливання температури під час вологого різання є типовими складними умовами.
Перші продукти GC1130 були випущені 1 жовтня 2015 року для пластин 7 мм і 11 мм для фрези CoroMill 390. GC1130 особливо підходить для пластин CoroMill 390-07, які можна використовувати в широкому спектрі вимогливих повторюваних фрезерних уступів і фрезерування уступів з довгим звисом, а також токарних фрез.
Операція: торцеве фрезерування шатуна
Матеріал: низьколегована сталь
Матеріал леза: GC1130
Параметри різання
GC1130
на закінчення
Існуючі леза були списані через 27 хвилин використання. GC1130 забезпечує удвічі більший термін служби інструменту та значно покращує економію виробництва.
На етапі попереднього дослідження проекту розробники виконали цілеспрямовані операції фрезерування та визначили кілька основних типів зносу.
за годинниковою стрілкою зліва направо
Відшаровування покриття - 25 відсотків
Абразивний/хімічний знос - 15 відсотків
Гарячі тріщини - 25 відсотків
Відкол - 35 відсотків
CVD та PVD
Покриття CVD (хімічне осадження з парової фази) складаються з різних комбінацій карбонітриду титану (TiCN), оксиду алюмінію (AL2O3) і нітриду титану. Цей хімічний процес відбувається при високих температурах від 700 до 1050 градусів. Основними перевагами покриттів CVD є висока зносостійкість і дуже хороша термостійкість.
Покриття PVD (Physical Vapor Deposition) утворюються шляхом фізичних реакцій при відносно низьких температурах (400–600 градусів). Зазвичай використовувані покриття включають нітриди, карбонітриди, оксиди та оксинітриди. Необроблений метал, зазвичай суміш титану й алюмінію, випаровується в азоті й залишає на інструменті тонкий шар нітриду. Класи PVD зазвичай використовуються для міцних і гострих лез. Напруга стиснення при цьому методі покриття підвищує твердість леза та запобігає утворенню термічних тріщин.
Zertivo
Zertivo — це власна технологія виробництва, розроблена компанією Sandvik Coromant для матеріалів PVD. Zertivo може вдосконалити весь процес виробництва покриття, точно контролюючи ключові параметри процесу, щоб отримати покриття, яке ідеально відповідає цільовому матеріалу.
На додаток до свердління GC1130, технологія Zertivo тепер також доступна для свердла CoroDrill 880 свердління GC4344. Склад і структура цього матеріалу відрізняються від GC1130, що може задовольнити особливі потреби клієнтів.
