Die in der Industrie weit verbreitete CNC-Bearbeitung von Edelstahlteilen stellt die Werkzeugindustrie vor große Herausforderungen. Bei der Entwicklung neuer Wendeeinsatz Materialien und Spanbruch Geometrien müssen wir deren Bearbeitbarkeit berücksichtigen. Eine Gruppe von Edelstahlmaterialien, die in korrosiven Umgebungen in der Chemie-, Lebensmittel-, Papier- und Zellstoffindustrie eine lange Lebensdauer bieten, wird immer häufiger eingesetzt. Diese Materialien sind normalerweise Eisen oder Kohlenstoffstahl auf Chrombasis, die eine gute Korrosionsbeständigkeit bieten. Andere Gruppen von Materialien aus rostfreiem Stahl Chrom und Nickel mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten enthalten, werden in der Luftfahrtindustrie verwendet werden, die ein hohe Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordert. Sie reichen von der Low-Nickel-Legierungen mit mittlerer Verarbeitungsschwierigkeit zu Hochtemperatur-Legierungen mit schwierigen Verarbeitung.

Bearbeitungs herausforderungen
Obwohl die Bearbeitbarkeit von Edelstahl sehr schwierig ist, sind sie sehr klebrig und produzieren klebrige Späne, aufgebaute Kanten und Beschichtungs partikel, die durch das Schneidwerkzeug verursacht werden. Es gibt sogar mögliche Probleme wie Partikel extraktion an der Verbindungsstelle zwischen Beschichtung und Substrat. Große Hersteller von Drehwerkzeugen berücksichtigen diese Fehlermodi jedoch bei der Entwicklung der neuesten Kern Karbid Qualitäten und Spanbrecher. Heutzutage sind wirtschaftliche Lösungen für die Massenproduktion von rostfreien Stählen leicht verfügbar, die sich leicht in Bearbeitungsbereiche mit mittlerem Schwierigkeitsgrad verwandeln lassen.

Zementieren Hartmetall Materialien nach Zähigkeit reorganisieren
Seco Tools gehört zu einer kompletten Reihe von Schneidwerkzeug lieferanten, die neue Kerndrehwerkzeug materialien entwickeln, um die Leistung in einer Vielzahl von Verarbeitungsbedingungen und Anwendungen für Edelstahl (einschließlich der endgültigen Form und der Verarbeitung von Edelstahl) zu verbessern. In Bezug auf Hartmetall hat Seco seine Kerndreh materialien für die allgemeine Bearbeitung (TP200) und das schwere Schruppen (TP300) vollständig neu organisiert. Es bietet eine bessere Haftung zwischen dem Substrat und der darunter liegenden Beschichtung und eine Schneide mit besserer Zähigkeit. Beide Materialien sind mit einer Verbund beschichtung aus Titancarbonitrid (TiCN), Aluminiumoxid (Al2O3) und Titannitrid (TiN) auf einem Substrat mit einer kobaltreichen Zone beschichtet.
Laut Bob Goulding, Carboloys festem Produktmanager, bietet das umstrukturierte Material wichtige Eigenschaften für die Verbesserung von bearbeiteten Edelstahlmaterialien. Sie bestehen aus einer sehr zähen Beschichtung, die einem Herausziehen wirksam widerstehen kann, und einer glatten und harten Deckbeschichtung, die einem Anhaften von Spänen und einer aufgebauten Kante besser widerstehen kann.

Goulding sagte, dass durch den Beschichtungs abscheidungsprozess bei mittlerer Temperatur eine chemische Gasphasenabscheidung (Beschichtung bei einer niedrigeren Temperatur) erfolgt, um die Zähigkeit und die glatte Beschichtung zu verbessern, was zu einer langen Lebensdauer führt. Er erklärte: „Der Mitteltemperatur prozess behält die gesamte Härte und Verschleißfestigkeit der dickeren CVD-Beschichtung bei und bietet Ihnen eine härtere und glattere Beschichtung, die Risse minimiert. ’

Obwohl sowohl Allzweck- als auch schwer aufgeraute Materialien eine Matrix mit guter Zähigkeit und kobaltreichen Bereichen enthalten, ist das Verhältnis von Matrixzähigkeit und Beschichtung verschleißbeständigkeit unterschiedlich. Laut Goulding bietet die Beschichtung aus TP200-Material eine hervorragende Verschleißfestigkeit bei höheren Schnittgeschwindigkeiten, während die Zähigkeit des Substrats aus TP300-Material besser ist, was die Fähigkeit verbessert, hochfesten Edelstahl bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu verarbeiten. "Die Zähigkeit unserer schweren Schrupp materialien ist besonders gut, kombiniert mit der dicken MTCVD-Beschichtung, die Ihre Schneidkanten hart und sehr zäh macht", sagte Goulding. „Sie erhalten eine effektive Verschleißfestigkeit bei hervorragender Beständigkeit gegen Rillenverschleiß. Aufgrund dieser Eigenschaften empfiehlt Goulding das Universalmaterial TP200 für das Hochgeschwindigkeitsschneiden von freischneidendem ferritischem Edelstahl. Das TP300-Material wird für langsame Anwendungen von hochfesten rostfreien Legierungen mit mittleren Verarbeitungsschwierigkeiten verwendet.


Entwerfen Sie einen Plan für einen Chipbreaker aus bearbeitetem Edelstahl
Laut Goulding wird es Modelle für die richtige Spanbrecher geometrie für die Edelstahlbearbeitung geben, und die neu organisierte Kerngeometrie „M3“ von Seco wird für das Schneiden mit leichter bis mittlerer Last verwendet. Es kann für diese Rillenform für die Stahlveredelung und das neu organisierte Kern-MF2-Rillenformdesign verwendet werden. Die Breite und der Winkel der negativen Fase können variiert werden, um die Schneidkanten festigkeit bereitzustellen, die für ein effektives Spanbrechen in einem breiten Anwendungsbereich erforderlich ist, einschließlich geringer Schnitttiefe und hohem Vorschub. Die erhöhte Schneidkanten festigkeit bei hohen Vorschüben hilft, den Rillenverschleiß in der Schnitttiefe zu kontrollieren, wenn Edelstahl aufgetragen wird und nahe an der endgültigen Form liegt.

Im gesamten Anwendungsbereich bietet das neue Geometrie design auch eine bessere Standzeit. Ein Faktor, der dazu beiträgt, ist der positive Eintrittswinkel, der ein freieres Schneiden und eine niedrigere Spanstemperatur fördert. Der andere ist der Span kontrollwinkel. Die strategisch platzierte „Erhebung“ an der Spitze des Werkzeugs ersetzt einen harten Spanbrecher, um die für das Spanbrechen erforderliche Spankräuselung zu kontrollieren. Die gerade gepresste Ausbuchtung hilft, den Kontakt zwischen dem Chip und der Klinge auf nur zwei Punkte zu beschränken: den Einschnittwinkel und die Ausbuchtung selbst (Ausschnittwinkel). Infolgedessen werden die auf den Einsatz übertragene Wärme und Schneidkraft verringert, wodurch die Werkzeuglebensdauer erhöht wird. Der Abstand zwischen den beiden Kontaktpunkten ist ebenfalls ziemlich groß, so dass diffuser Verschleiß an der Spanfläche, der durch die chemische Reaktion von Spänen und Hartmetall verursacht wird, nicht zusammenwächst und ein frühzeitiges Versagen des vorderen Messers verursacht.

Goulding pointed out that several features of these designs clearly improve the performance of processing stainless steel with light to medium load M3 geometries. For example, the reduction of chip contact points helps to reduce chip sticking, and the positive cutting angle reduces the welding stress of the material or the built-up edge in the chipbreaker, preventing possible coating and ‘pulling’ of cemented carbide materials. In addition, a positive cutting angle is helpful to reduce the work hardening of the workpiece surface, especially for stainless steel processing with multiple returns. The consequence of this kind of CNC work hardening: it is the groove wear at the depth of the cutting, but in the M3 chipbreaker, due to the high strength of the cutting edge from the tool tip, the impact is minimal.

High-nickel stainless steel processing plan
Goulding wies darauf hin, dass verschiedene Merkmale dieser Konstruktionen die Leistung bei der Verarbeitung von Edelstahl mit leichten bis mittelschweren M3-Geometrien deutlich verbessern. Zum Beispiel hilft die Reduzierung der Chipkontaktstellen-Chip Haften zu reduzieren, und der positive Schneidwinkel reduziert die Schweißspannung des Materials oder den Aufbauschneide im Spanbrecher und verhindert mögliche Beschichtung und ‚Ziehen‘ aus Sintercarbid Materialien. Darüber hinaus ist der positive Schnittwinkel hilfreich, um die Kaltverfestigung der Werkstückoberfläche zu verringern, insbesondere bei der Verarbeitung von Edelstahl mit mehreren Rückläufen. Die Folge dieser Art der CNC-Kaltverfestigung: Es ist der Rillenverschleiß in der Schnitttiefe, aber beim M3-Spanbrecher ist der Aufprall aufgrund der hohen Festigkeit der Schneidkante von der Werkzeugspitze minimal.

Verarbeitungsplan für Edelstahl mit hohem Nickelgehalt
Obwohl die gegenwärtigen Kerndrehmaterialien und Spanbrecher eine gute Leistung für die Edelstahlverarbeitung im mittleren Verarbeitungsschwierigkeitsbereich bieten. Es gibt jedoch keine erfolgreichen Fälle in Bezug auf die extrem schwierigen Edelstahlmaterialien. "Wenn der Nickel / Chrom-Gehalt in Edelstahl zunimmt, arbeiten Sie normalerweise mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten", sagte Goulding. „Sie benötigen eine starke Schneide, um dem extremen Druck standzuhalten, der zum Schneiden dieses Materials erforderlich ist. Wenn die Schneide zu scharf ist, splittert die Klinge. ’

Um diesen Anforderungen unter den gegenwärtigen Bedingungen gerecht zu werden, bietet Seco ein robustes TP40-Schneidmaterial, einen MR7-Spanbrecher mit hoher Schneidfestigkeit und eine robuste einseitige R7-Geometrie. Gleichzeitig untersucht das Unternehmen eine neue Material / Spanbrecher-Kombination, die rissbeständig ist und bei hochlegierten Edelstahlanwendungen die erforderliche Zähigkeit und gute Verschleißfestigkeit entlang der Schneide bietet. "Wir prüfen die Möglichkeit, unsere TP200- und TP300-Materialien zu modifizieren und einen weiteren Chipbreaker hinzuzufügen, um ein breiteres Spektrum der Verarbeitung von Edelstahlmaterialien zu erfüllen", sagte Goulding.