Sfida: Affrontare problemi come la durata dell'utensile e la scheggiatura correlata alla sicurezza della produzione, la scheggiatura del rivestimento e la criccatura termica nelle operazioni di spianatura.
Soluzione: la nuova qualità GC1130 utilizza un substrato ad alto contenuto di cromo a grana fine e un rivestimento PVD con tecnologia Zertivo™, che migliora notevolmente l'adesione substrato/rivestimento e l'integrità del tagliente.
La scheggiatura del rivestimento dell'inserto e la scheggiatura del tagliente sono eventi comuni nelle difficili operazioni di spianatura e portano a una durata ridotta dell'utensile, questi problemi si riscontrano spesso in passate complesse, lunghe sporgenze, tasche profonde e operazioni di taglio a umido.
Sandvik Coromant ha sviluppato una nuova qualità d'inserto, GC1130, che utilizza un rivestimento PVD prodotto con la tecnologia Zertivo™ su un substrato ad alto contenuto di cromo a grana fine. La GC1130 viene utilizzata principalmente per la lavorazione dell'acciaio (ISO-P), allo stesso tempo può essere utilizzata anche per la lavorazione di materiali misti.
Gli ingegneri di ricerca e sviluppo di Sandvik Coromant hanno raccolto la sfida: migliorare ancora una volta l'avanzato grado di acciaio PVD GC1030. Sulla base di un'analisi sistematica delle esigenze dei clienti, il personale di ricerca e sviluppo ha completato questo miglioramento conducendo un gran numero di test di lavorazione. Questi test vengono tutti eseguiti in vere officine di lavorazione e il team di ricerca e sviluppo ha ricevuto un forte supporto dai clienti.
Il personale di ricerca e sviluppo ha analizzato i risultati del test e ha riscontrato tre problemi principali: scheggiatura vicino alla linea del bordo, distacco del rivestimento e crepe termiche (vedere la figura seguente). I materiali esistenti sono già adeguatamente resistenti all'usura chimica e abrasiva, quindi non sono necessarie modifiche in queste aree. Ciò che occorre fare è ottimizzare l'interazione tra il metallo duro e il rivestimento per massimizzare l'integrità dell'inserto.
La matrice di GC1130 è molto dura e resistente all'usura, il che è determinato dall'elevato contenuto di cromo e dalla struttura a grana fine nella sua composizione. La struttura della grana in carburo di tungsteno aumenta la resistenza del tagliente e consente prestazioni migliori e più bilanciate.
Il rivestimento GC1130 contiene titanio, alluminio e cromo per resistere sia all'usura continua che agli attacchi chimici. La sua struttura, in particolare la dimensione delle particelle di rivestimento e la struttura a nanostrati, può ridurre al minimo il verificarsi di crepe termiche e scheggiature.
Diversi componenti del materiale della lama interagiscono, con un componente che influisce sulle proprietà degli altri componenti. L'avanzato processo di controllo utilizzato dalla tecnologia Zertivo può ottimizzare l'interazione tra il rivestimento e il substrato per evitare al meglio il problema del distacco del rivestimento e delle piccole scheggiature vicino alla linea di taglio, in modo da realizzare il pieno potenziale del materiale.
GC1130 è la prima qualità Zertivo per fresatura con un tagliente molto tenace. Il robusto substrato e il rivestimento ottimizzato possono resistere efficacemente a scheggiature e screpolature della linea tagliente in condizioni di lavorazione difficili, come le variazioni di temperatura durante il taglio a umido sono condizioni difficili comuni.
I primi prodotti GC1130 sono stati rilasciati il 1° ottobre 2015 per inserti da 7 mm e 11 mm per la fresa CoroMill 390. GC1130 è particolarmente adatto per gli inserti CoroMill 390-07, che possono essere utilizzati in un'ampia gamma di impegnative lavorazioni ripetitive di spallamenti e fresature di spallamenti con lunghe sporgenze, nonché in applicazioni di tornitura e fresatura.
Operazione: fresatura frontale di bielle
Materiale: acciaio bassolegato
Materiale lama: GC1130
Parametri di taglio
CG1130
Insomma
Le lame esistenti sono state rottamate dopo 27 minuti di utilizzo. La GC1130 offre il doppio della durata dell'utensile e migliora significativamente l'economia di produzione.
Durante la fase di pre-ricerca del progetto, gli sviluppatori hanno eseguito operazioni di fresatura mirate e identificato diversi tipi principali di usura.
in senso orario da sinistra a destra
Peeling del rivestimento - 25 percento
Usura abrasiva/chimica - 15 percento
Hot Cracks - 25 percento
Chipping - 35 percento
CVD e PVD
I rivestimenti CVD (Chemical Vapour Deposition) sono costituiti da varie combinazioni di carbonitruro di titanio (TiCN), ossido di alluminio (AL2O3) e nitruro di titanio. Questo processo chimico avviene ad alte temperature tra 700 e 1050 gradi. I principali vantaggi dei rivestimenti CVD sono l'elevata resistenza all'usura e un'ottima resistenza al calore.
I rivestimenti PVD (Physical Vapour Deposition) sono prodotti da reazioni fisiche a temperature relativamente basse (400-600 gradi). I rivestimenti comunemente usati includono nitruri, carbonitruri, ossidi e ossinitruri. Il metallo grezzo, solitamente una combinazione di titanio e alluminio, evapora nell'azoto e lascia un sottile strato di nitruro sull'utensile. I gradi PVD sono generalmente utilizzati per lame resistenti e affilate. Lo stress di compressione di questo metodo di rivestimento aumenta la durezza della lama e previene la generazione di cricche termiche.
Zertivo
Zertivo è una tecnologia di produzione proprietaria sviluppata da Sandvik Coromant per i materiali PVD. Zertivo può migliorare l'intero processo di produzione del rivestimento controllando con precisione i parametri di processo chiave per ottenere un rivestimento che si adatti perfettamente al materiale di destinazione.
Oltre alla qualità per fresatura GC1130, la tecnologia Zertivo è ora disponibile anche per la qualità per foratura CoroDrill 880 GC4344. La composizione e la struttura di questo materiale sono diverse da GC1130, che può soddisfare le esigenze speciali dei clienti.
