Ploščice

Ploščice

Karbidne trdine so sintran material, ki so ga iznašli leta 1923 v tovarni Krupp (Nemčija), kot odgovor na zahteve po materialu za matrice, ki bi imel zadostno obstojnost proti obrabi pri vlečenju volframovih žarilnih nitk in bi lahko zamenjal drage diamantne matrice. V svetu so poznane kot WIDIA (trgovsko ime; izhaja iz WIE DIAMANT trdo kot diamant).

Ker dopuščajo dosti večje rezalne hitrosti kot HSS, so pomenile takrat prav majhno revolucijo.

Ploščice smo pri Dolinšek-S razdelili na naslednje skupine:

• rezkalne
• vrtalne
• stružne
• navojne
• odrezne in utorne

Prvotna sestava KT:

• trdi delci volframovega karbida (WC), 90%,
• vezivo iz kobalta (Co),10%.
• titanov karbid (TiC)- trdi delci,
• kobalt (Co)- vezivo.

Naloga karbidov je doseči čim večjo trdoto pri povišani temperaturi in odpornost proti obrabi, naloga veziva pa je povezava krhkih karbidov v trdno telo.

Karbidne trdine naši dobavitelji  izdelujejo po postopkih metalurguje prahov, ki obsegajo naslednje postopke:

1. Izdelava prahov WC- wolframov karbid in kobald ali drugih karbidov (TiC, TaC…).

WC se izdela z redukcijo volframovega oksida in kasnejšo karburizacijo pri 1400-1500 °C. Velikost delcev je med 0,5 mm in 3 mm.

Kobalt pridobijo z redukcijo kobaltovega oksida ali iz organskih soli – predvsem kobaltovega oksalata. Kobaltovo vezivo se močno spremeni med mletjem z WC in sintranjem.

Prahove TiC/TaC/NbC dobijo z redukcijo kovinskih oksidov Ti, Ta in Nb. Okside pomešajo s kovinskim volframovim prahom v vodikovi atmosferi ali v vakuumu, da se reducirajo oksidi in nastanejo zmesni karbidi. Zelo znan je postopek Menstruum.

2. Kompaktiranje (stiskanje v kalupih).

Uporabljajo se različne tehnike. Številne dele izdelajo na avtomatskih ali polavtomatskih stiskalnicah pri tlakih 50-150 MPa. Pri hladnem stiskanju se obdelovanec enakomerno stisne z vseh strani. Nato se preoblikuje ali mehansko obdela v končno obliko. Ekstruzija legiranih karbidnih trdin se uporablja za izdelavo dolgih delov s konstantnim prečnim prerezom. Malo se uporablja tudi vbrizgalno oblikovanje.

Zmogljivost karbidnih trdin kot rezalno orodje (stružne ploščice, rezkalne ploščice, rezkarji, svedri)   je med orodnimi jekli in cermeti. V primerjavi z orodnimi jekli so karbidne trdine trše in bolj odporne proti obrabi, vendar imajo majhno žilavost in toplotno prevodnost. Zmogljivost karbidnih trdin in cermetov je močno odvisna od kemične sestave in mikrostrukture, lastnosti karbidnih trdin pa niso odvisne le od vrste in deleža karbida, temveč tudi do velikosti karbidnih zrn in deleža kovinskega veziva.

Za osnovne zlitine WC-Co, ki imajo primerljive velikosti karbidnih delcev, velja, da se z večanjem deleže kobalta povečata prečna trdnost in žilavost, zmanjšata pa se trdota, tlačna trdnost, elastičnostni modul in abrazijska odpornost. Če primerjamo trdine s srednjo velikostjo karbidov, ki vsebujejo 3 %, 7 % in 25 % Co, potem ima zlitina s 3 % Co največjo trdoto in abrazijsko obstojnost (to sta lastnosti, ki sta posebej potrebni pri matricah za vlečenje žic in orodja namenjena za odrezavanje litega železa. Zlitina s 6 % Co ima zmerne lastnosti in je primerna kot material za splošno uporabo. Zlitina s 25 % Co ima največjo žilavost in se uporablja, kjer so prisotne močne udarne obremenitve. Ker ima razmeroma majhno trdnost in odpornost proti obrabi, se ne uporablja za rezalna orodja.

Vzporednice lahko potegnemo tudi pri zlitinah, ki vsebujejo 6 % Co. Vse zlitine se uporabljajo za rezalna orodja, vendar vsebujejo karbidne delce z različno velikostjo: drobne, srednje in grobe, zato se uporabljajo za različne namene. Drobnozrnat material je primeren za srednje grobo in končno obdelavo vseh vrst železovih litin, avstenitnih nerjavnih jekel, visotemperaturnih zlitin in nekovinskih materialov. Srednjezrnat material se uporablja za mehanske obdelave istih materialov in to od grobe do končne obdelave, medtem ko se grobozrnat material uporablja za zelo grobo obdelavo istih materialov. Srednjezrnat material je za splošno uporabo, ker njegove lastnosti predstavljajo dober kompromis med trdoto in žilavostjo. Grobozrnata zlitina, ki ima najmanjšo trdoto in odpornost proti obrabi ter največjo žilavost, se uporablja tam, kjer je zahteva zmerna trdota in velika žilavost.

Za komplesne zlitine takšne preprosta povezava med mikrostrukturo in lastnostmi ne obstaja. Spreminjanje vrste karbida ter deleža veziva vplivata na lastnosti in s tem na primernost uporabe.

• enakomerna homogena struktura zaradi prahaste metalurgije.
• brez večjih problemov zdržijo visoke temperature, imajo največjo tlačno trdnost in se dejansko približujejo idealnemu orodnemu materialu.
• imajo veliko odpornost proti abrazijski obrabi.

Po standardu DIN 4990 so karbidne trdine razdeljene v tri glavne skupine:

• skupina P: uporaba za železne materiale, ki dajo dolge odrezke
• skupina M: za obdelava nerjavnih jekel
• skupina K: za obdelavo materialov, ki dajo kratek odrezek – siva litina, kamen…

Uporaba ploščic za strojno obdelavo

Ker so karbidne trdine sintran material, nudijo zelo širok spekter uporabe. Največ, približno 50% se jih uporablja za orodja za odrezovanje. S tem pojmom so mišljene različne oblike rezalnih ploščic. Edina slaba lastnost ploščic je, da jih ne moremo brusit, zato jih moramo, ko se obrabijo, obrnit.

Karbidne ploščice se uporabljajo za frezanje, struženje in vrtanje.

Ločijo se na že prej omenjene skupine, ki karakterizirajo njihovo trdoto in žilavost.

Pri ploščicah za odrezovanje igra zelo pomembno vlogo lomilec, ki karakterizira obliko, naklon in globino rezalnega roba. Lomilci se generalno delijo na fine, srednje in grobe (šrop).

Vsak lomilec ima v kombinaciji z materialom in obdelovalnimi parametri svojo optimalno območje uporabe.

Kako izbrati najboljšo stružno ploščice in naklon za vaše delo?

Pri izbiri stružne ploščice je iskanje najboljše le polovica uspeha. Preostanek je izbira najboljšega lomilca in kvalitete! Spodaj opisujemo, kako pristopiti k izbiri najboljše oblike in stopnje ploščice za vaša specifična delovna mesta. Kakšna je najboljša geometrija in oblika ploščice za grobo ali končno obdelavo?

Prvo vprašanje, ki si ga morate zastaviti, je, ali izvajate grobo obdelavo, končno obdelavo ali samo nekaj splošnega struženja?

Negativni ploščici so najmočnejši in najboljša možnost za grobo obdelavo in splošno struženje, saj bodo zaradi močnih oblik in debeline ploščice omogočili globlje globine reza in večje pomike.

Zgornja konica – držala za orodje z zaklepanjem vzvoda ali z dvojno spono zagotavljajo večjo vpenjalno trdnost in stabilnost v primerjavi z držali za vijačne sponke.

Če končujete, so pozitivni vložki vedno najboljša možnost, saj ustvarjajo manj rezalnih sil in se zato lahko izognejo nižji globini reza in odpravljajo vibracije.

CNMG (romboid 80 stopinj), DNMG (diamant 55 stopinj) in WNMG (trigon 80 stopinj) so najbolj priljubljene ploščice za grobo obdelavo.

Za težje postopke grobe obdelave so SNMG odlična izbira s 45-stopinjskim pristopnim kotom, ki omogoča večje globine reza in zmanjšano obremenitev rezanja. CCMT (romboid 80 stopinj), DCMT (diamant 55 stopinj), VCMT ali VBMT (diamant 35 stopinj) so najbolj priljubljeni zaključni vložki.

Za grobo obdelavo se običajno odločite za polmer 0,8 mm ali 1,2 mm, odvisno od moči vašega stroja in globine reza, ki jo nameravate narediti. Za zaključne operacije bi bila najboljša možnost 0,4 mm ali 0,2 mm rad. To vam omogoča najmanjšo globino reza brez povzročanja vibracij.

Kakšna je najboljša geometrija in oblika ploščice za grobo ali končno obdelavo?

Izbira pravega lomilca odrezkov, ki ustreza aplikaciji, je pomembnejša, kot si mislite. Lomilec odrezkov lahko naredi veliko razliko pri obremenitvi rezanja, nadzoru odrezkov, vibracijah in celo prepreči utrjevanje pri materialih, kot sta nerjavno jeklo ali inkonel.

Če izvajate grobo obdelavo, je pomembno, da uporabite lomilec odrezkov za grobo obdelavo (kot so Korloyjevi lomilci odrezkov RM, HR, B25, GS in VP4), da se spopadete z obremenitvijo odrezkov in globino reza. Za dodelavo so pri  Korloyu ( pokličite tehnologa , če vas zanimajo še drugi dobavitelji)  AK, VF, MP & VP1 priljubljeni lomilci odrezkov.

Vsi lomilci odrezkov imajo minimalno globino, ki je potrebna za delovanje lomilca odrezkov. Vendar, namesto da bi se trudili najti pravi lomilec odrezkov za svoje delo, prosimo našo tehnično ekipo za nasvet.

Pomagajo vam lahko pri izdelavi najboljšega lomilca odrezkov za vaš material in aplikacije, hkrati pa priporočajo najmanjšo in največjo globino reza, ki jo morate narediti.

Najboljši nasvet za končno obdelavo: uporabite končni lomilec odrezkov z dovolj majhnim polmerom, da bo lomilec odrezkov deloval. To je pogosta napaka, ki jo delajo inženirji: poskušajo končati z 0,8 mm rad, pri čemer srednji lomilec odrezkov naredi 0,1 mm rez. To bo samo drgnilo ob obdelovanec in povzročilo slabo končno obdelavo površine. Poleg tega boste na nerjavnem jeklu samo vnesli toploto v delo in ga naredili neobdelovalnega.

Kakšna je najboljša geometrija in oblika ploščice za grobo ali končno obdelavo?

V resnici ni slabih ocen, ampak se namesto tega napačno uporabljajo ocene. Lahko imate najboljšo geometrijo ploščic in lomilec odrezkov, vendar če kakovost karbida ne ustreza materialu, ki ga režete, boste samo izgubljali čas. Ko izberete vrsto karbida, specifično za material, moramo ugotoviti, ali izvajate grobo, srednje ali končno struženje. Spodnji vodnik vam mora dati dobro ozemljitev, v kateri stopnji ustreza kateri material/uporaba.

Groba vrsta je zelo žilava in bo delovala pri nižji površinski hitrosti, vendar dobro prenese občasne reze. Vendar se lahko vaša groba obdelava zelo razlikuje od grobe obdelave nekoga drugega. Na primer, stružnik na VTL, ki struže velike ulitke iz nerjavnega jekla, bo imel globino reza 5 mm+, medtem ko bo stružnik na manjši stružnici grobo obdelal z veliko manjšo globino reza.

V teh primerih je morda koristno, da se pogovorite z enim od naših tehnologov in razpravljate o vaših zahtevah z uporabo informacij, kot so:

Premer obdelovanca.

Material.

Oblika (npr. groba, šesterokotnik).

Zmogljivost stroja.

Na podlagi tega lahko hitro ocenijo najprimernejši razred karbida za vaše delo. Končni razred bo najtežji tek pri višji površinski hitrosti. To ne bo delovalo dobro pri vibracijah ali težkih občasnih rezih.

Kaj pomenijo vse številke in črke pri ploščici?

Čeprav so morda videti kot naključna števila, obstaja logika za kodiranjem pri spreminjanju ocen.

A) Stopnje, ki se začnejo z N (npr. NC3225), so prevlečene s CVD. Ti razredi se spopadajo z višjimi hitrostmi rezanja kot PVD razredi in lahko prenesejo daljša obdobja stika z obdelovancem. Najbolj so primerni za obdelovance srednjega do velikega premera.

B) Stopnje, ki se začnejo s P (npr. PC8115), so prevlečene s PVD. Ti razredi delujejo pri nižjih hitrostih rezanja kot CVD razredi in so bolj primerni za krajša obdobja stika z obdelovancem. Najbolj primerni so za obdelovance majhnega do srednjega premera in so tudi odlični večnamenski razredi.

C) Naslednji del je uporaba materiala. npr. NC3225 je za jeklo, saj je prva številka 3.

D) Zadnji del predstavlja žilavost po ISO lestvici. NC3225 se konča s 25, saj ima za jeklo žilavost P25.

25. D) Zadnji del predstavlja žilavost po ISO lestvici. NC3225 se konča s 25, saj ima za jeklo žilavost P25.

Katera številka predstavlja vsak material (C na zgornjem diagramu)?

3 = jeklo

9 = nerjaveče

8 = Eksotika

6 = lito železo

5 = Splošno

H = Ali/Titan

Še več o struženje https://dolinsek-s.si/novosti/struzenje/