Задача: решить такие проблемы, как выкрашивание, выкрашивание покрытия и термическое растрескивание при торцевом фрезеровании, связанные со сроком службы инструмента и безопасностью производства.
Решение: В новом сплаве GC1130 используется мелкозернистая основа с высоким содержанием хрома и PVD-покрытие по технологии Zertivo™, которое значительно улучшает сцепление основы с покрытием и целостность режущей кромки.
Выкрашивание покрытия пластины и выкрашивание режущей кромки являются обычным явлением при сложных операциях торцевого фрезерования и приводят к сокращению срока службы инструмента. Эти проблемы часто наблюдаются при сложных проходах, длинных вылетах, глубоких карманах и операциях мокрого резания.
Sandvik Coromant разработал новый сплав пластин GC1130, в котором используется PVD-покрытие, полученное по технологии Zertivo™ на мелкозернистой основе с высоким содержанием хрома. GC1130 в основном используется для обработки стали (ISO-P), в то же время его также можно использовать для обработки смешанных материалов.
Инженеры отдела исследований и разработок Sandvik Coromant взялись за дело и снова усовершенствовали улучшенную марку стали с PVD-покрытием GC1030. На основе систематического анализа потребностей клиентов сотрудники отдела исследований и разработок завершили это усовершенствование, проведя большое количество испытаний механической обработки. Все эти тесты проводятся в реальных цехах механической обработки, и команда R&D получила мощную поддержку со стороны клиентов.
Персонал отдела исследований и разработок проанализировал результаты испытаний и обнаружил три основные проблемы: выкрашивание вблизи линии кромки, отслаивание покрытия и термические трещины (см. рисунок ниже). Существующие материалы уже достаточно устойчивы к химическому и абразивному износу, поэтому никаких изменений в этих областях не требуется. Что необходимо сделать, так это оптимизировать взаимодействие между карбидом и покрытием, чтобы максимизировать целостность пластины.
Матрица GC1130 очень твердая и износостойкая, что определяется высоким содержанием хрома и мелкозернистой структурой в ее составе. Структура зерен карбида вольфрама увеличивает прочность кромки и обеспечивает лучшую и более сбалансированную работу.
Покрытие GC1130 содержит титан, алюминий и хром, чтобы противостоять как постоянному износу, так и химическому воздействию. Его структура, особенно размер частиц покрытия и нанослоистая структура, могут свести к минимуму возникновение термических трещин и сколов.
Несколько компонентов материала лезвия взаимодействуют, при этом один компонент влияет на свойства других компонентов. Передовой процесс контроля, используемый технологией Zertivo, может оптимизировать взаимодействие между покрытием и подложкой, чтобы лучше избежать проблемы отслаивания покрытия и мелких сколов вблизи линии режущей кромки, чтобы полностью реализовать потенциал материала.
GC1130 — это первый фрезерный сплав Zertivo с очень прочной режущей кромкой. Прочная основа и оптимизированное покрытие могут эффективно противостоять сколам и растрескиванию линии кромки в сложных условиях обработки, таких как перепады температуры во время мокрой резки.
Первые продукты GC1130 были выпущены 1 октября 2015 года для пластин диаметром 7 мм и 11 мм для фрезы CoroMill 390. GC1130 особенно подходит для пластин CoroMill 390-07, которые можно использовать в широком спектре сложных повторяющихся операций фрезерования уступов и уступов с большим вылетом, а также токарно-фрезерных операциях.
Операция: Фрезерование торца шатуна
Материал: низколегированная сталь
Материал лезвия: GC1130
Параметры резки
ГК1130
В заключение
Существующие лезвия были утилизированы после 27 минут использования. GC1130 предлагает удвоенный срок службы инструмента и значительно повышает экономичность производства.
На предынвестиционном этапе проекта разработчики выполнили целевые фрезерные операции и выделили несколько основных видов износа.
по часовой стрелке слева направо
Отслоение покрытия - 25 процентов
Абразивный/химический износ - 15 процентов
Горячие трещины - 25 процентов
Скол - 35 процентов
ССЗ и ЗВД
Покрытия CVD (химическое осаждение из паровой фазы) состоят из различных комбинаций карбонитрида титана (TiCN), оксида алюминия (AL2O3) и нитрида титана. Этот химический процесс происходит при высоких температурах от 700 до 1050 градусов. Основными преимуществами покрытий CVD являются высокая износостойкость и очень хорошая термостойкость.
Покрытия PVD (физическое осаждение из паровой фазы) получают путем физических реакций при относительно низких температурах (400–600 градусов). Обычно используемые покрытия включают нитриды, карбонитриды, оксиды и оксинитриды. Необработанный металл, обычно представляющий собой комбинацию титана и алюминия, испаряется в азоте и оставляет на инструменте тонкий слой нитрида. Марки PVD обычно используются для изготовления прочных и острых лезвий. Напряжение сжатия при этом методе покрытия увеличивает твердость лезвия и предотвращает образование термических трещин.
Зертиво
Zertivo — это запатентованная технология производства, разработанная Sandvik Coromant для материалов PVD. Zertivo может улучшить весь процесс производства покрытия, точно контролируя ключевые параметры процесса для получения покрытия, идеально соответствующего целевому материалу.
Помимо фрезерного сплава GC1130, технология Zertivo теперь также доступна для сверла CoroDrill 880 из сплава GC4344 для сверления. Состав и структура этого материала отличаются от GC1130, что позволяет удовлетворить особые потребности клиентов.
