Ceramika lubi wysokie temperatury

Wyzwanie: Co zrobić, jeśli węgliki spiekane nie sprawdzają się w obróbce superstopów żaroodpornych?

Rozwiązanie: Prawidłowo zastosowane gatunki ostrzy ceramicznych stanowią wydajną alternatywę.

Gatunki Sialon i ceramika wzmacniana wiskerami to dobre alternatywy do toczenia i frezowania stopów żaroodpornych (HRSA). Ważną podgrupę stanowią stopy Inconelu, zazwyczaj używane do zastosowań wysokotemperaturowych w silnikach lotniczych i energetyce. Inne coraz częstsze zastosowanie to twarde materiały napawane stosowane w przemyśle wydobywczym ropy naftowej i gazu.

Frezowanie tarczy turbiny za pomocą narzędzi ceramicznych

Ceramika odznacza się twardością w wysokich temperaturach i niską reaktywnością z materiałami, z których wykonane są przedmioty obrabiane, natomiast ich wadą jest niewielka udarność w porównaniu z węglikami spiekanymi. Wymaga to sztywności podczas procesu przy minimum drgań. Wysięgi narzędzi powinny być krótkie, wchodzenie w materiał i wychodzenie z niego powinno przebiegać łagodnie, a podczas frezowania rowków należy unikać obróbki całą szerokością.
Istnieją istotne różnice między toczeniem i frezowaniem za pomocą narzędzi ceramicznych. Podczas toczenia najwyższe prędkości skrawania wynoszą 300 m/min, natomiast frezy mogą osiągać nawet 1000 m/min. Toczenie za pomocą narzędzi ceramicznych wymaga nieprzerwanego doprowadzania dużej ilości chłodziwa, natomiast frezowanie może obywać się bez chłodziwa, dzięki czemu unika się szoku termicznego.
Płytki okrągłe nadają się optymalnie do toczenia i frezowania. Zaleca się stosowanie niewielkich głębokości skrawania, aby uzyskać niewielki kąt wejścia w materiał i tym samym uniknąć powstawania karbu.
Zasadniczo podczas frezowania za pomocą narzędzi ceramicznych zaleca się stosowanie stosunkowo niewielkich posuwów (0.05–0.08 mm/ostrze) w porównaniu z węglikami, aby uzyskać bardzo duże prędkości skrawania. Powstająca w efekcie wysoka temperatura wokół krawędzi skrawającej wpływa korzystnie na przebieg skrawania i ułatwia skuteczne usuwanie niewielkich, rozgrzanych do czerwoności wiórów. Frezowanie czołowe jest metodą preferowaną względem frezowania krawędzi i frezowania kształtowego typu „waterline”.

Frezowanie z użyciem ostrzy ceramicznych to produktywne rozwiązanie do obróbki elementów silników lotniczych z materiałów z grupy ISO S.

Płytki o dodatniej geometrii są optymalne do zalecanej metody frezowania współbieżnego. Geometrie ujemne są stosowane przeważnie wtedy, gdy stosowane jest frezowanie przeciwbieżne, powodujące powstawanie dużej grubości warstwy skrawanej w miejscu, w którym ostrze wychodzi z materiału.

Podsumowanie

Dzięki dobraniu optymalnych metod ekstremalne prędkości osiągane przez narzędzia ceramiczne mogą oferować znacznie większą wydajność skrawania metalu podczas trudnej obróbki superstopów żaroodpornych.

Zastosowanie u klienta

Przedmiot obrabiany: Przedmiot z Inconelu

Wynik:
Zaoszczędzono w sumie 42 godziny skrawania rocznie, produktywność wzrosła o 469%.