Herausforderung: Bewältigen Sie Probleme wie Werkzeuglebensdauer und Produktionssicherheit im Zusammenhang mit Ausbrüchen, Beschichtungsabplatzungen und thermischen Rissen beim Planfräsen.
Lösung: Die neue Sorte GC1130 verwendet ein feinkörniges Substrat mit hohem Chromgehalt und eine PVD-Beschichtung mit Zertivo™-Technologie, die die Haftung zwischen Substrat und Beschichtung sowie die Schneidkantenintegrität erheblich verbessert.
Absplitterungen der Wendeplattenbeschichtung und Absplitterungen der Schneidkante treten häufig bei schwierigen Stirnfräsoperationen auf und führen zu einer verkürzten Werkzeuglebensdauer. Diese Probleme treten häufig bei komplexen Durchgängen, langen Überhängen, tiefen Taschen und Nassschneidoperationen auf .
Sandvik Coromant hat eine neue Wendeplattensorte, GC1130, entwickelt, die eine PVD-Beschichtung verwendet, die mit der Zertivo™-Technologie auf einem feinkörnigen Substrat mit hohem Chromgehalt hergestellt wird. Die GC1130 wird hauptsächlich für die Stahlbearbeitung (ISO-P) eingesetzt, gleichzeitig kann sie aber auch gut für die Bearbeitung von Mischmaterialien eingesetzt werden.
Die F&E-Ingenieure von Sandvik Coromant nahmen die Herausforderung an – die fortschrittliche PVD-Stahlsorte GC1030 noch einmal zu verbessern. Auf der Grundlage einer systematischen Analyse der Kundenbedürfnisse vollendete das F&E-Personal diese Verbesserung, indem es eine große Anzahl von Bearbeitungstests durchführte. Diese Tests werden alle in echten Bearbeitungswerkstätten durchgeführt, und das F&E-Team hat starke Unterstützung von Kunden erhalten.
Das F&E-Personal analysierte die Testergebnisse und stellte drei Hauptprobleme fest: Abplatzungen in der Nähe der Kantenlinie, Ablösung der Beschichtung und thermische Risse (siehe Abbildung unten). Vorhandene Materialien sind bereits ausreichend beständig gegen chemischen und abrasiven Verschleiß, sodass in diesen Bereichen keine Änderungen erforderlich sind. Was getan werden muss, ist die Wechselwirkung zwischen dem Hartmetall und der Beschichtung zu optimieren, um die Integrität des Einsatzes zu maximieren.
Die Matrix von GC1130 ist sehr hart und verschleißfest, was durch den hohen Chromgehalt und die feine Kornstruktur in ihrer Zusammensetzung bestimmt wird. Die Wolframcarbid-Kornstruktur erhöht die Kantenfestigkeit und ermöglicht eine bessere, ausgewogenere Leistung.
Die GC1130-Beschichtung enthält Titan, Aluminium und Chrom, um sowohl kontinuierlichem Verschleiß als auch chemischen Angriffen zu widerstehen. Seine Struktur, insbesondere die Größe der Beschichtungspartikel und die Nanoschichtstruktur, kann das Auftreten von thermischen Rissen und Abplatzungen minimieren.
Mehrere Komponenten des Klingenmaterials wirken zusammen, wobei eine Komponente die Eigenschaften der anderen Komponenten beeinflusst. Der von der Zertivo-Technologie verwendete fortschrittliche Steuerungsprozess kann die Wechselwirkung zwischen der Beschichtung und dem Substrat optimieren, um das Problem des Ablösens der Beschichtung und kleiner Absplitterungen in der Nähe der Schneidkantenlinie besser zu vermeiden und so das volle Potenzial des Materials auszuschöpfen.
GC1130 ist die erste Zertivo-Frässorte mit einer sehr zähen Schneidkante. Das starke Substrat und die optimierte Beschichtung können dem Absplittern und Reißen der Kantenlinie unter schwierigen Verarbeitungsbedingungen effektiv widerstehen, wie z. B. Temperaturänderungen während des Nassschneidens sind übliche schwierige Bedingungen.
Die ersten GC1130-Produkte wurden am 1. Oktober 2015 für 7-mm- und 11-mm-Wendeschneidplatten für den CoroMill 390-Fräser auf den Markt gebracht. GC1130 eignet sich besonders für CoroMill 390-07-Wendeschneidplatten, die in einer Vielzahl von anspruchsvollen, sich wiederholenden Schulterfräsen und Schulterfräsen mit langem Überhang sowie Dreh-Fräs-Anwendungen eingesetzt werden können.
Operation: Planfräsen der Pleuelstange
Material: niedrig legierter Stahl
Klingenmaterial: GC1130
Schnittparameter
GC1130
abschließend
Die vorhandenen Klingen wurden nach 27 Minuten Gebrauch verschrottet. Der GC1130 bietet die doppelte Standzeit und verbessert die Produktionsökonomie erheblich.
Während der Vorforschungsphase des Projekts führten die Entwickler gezielte Fräsoperationen durch und identifizierten mehrere Hauptverschleißarten.
im Uhrzeigersinn von links nach rechts
Beschichtungsablösung - 25 Prozent
Abrasive/chemische Abnutzung - 15 Prozent
Heiße Risse - 25 Prozent
Chipping - 35 Prozent
CVD und PVD
CVD-Beschichtungen (Chemical Vapour Deposition) bestehen aus verschiedenen Kombinationen von Titancarbonitrid (TiCN), Aluminiumoxid (AL2O3) und Titannitrid. Dieser chemische Prozess findet bei hohen Temperaturen zwischen 700 und 1050 Grad statt. Die Hauptvorteile von CVD-Beschichtungen sind eine hohe Verschleißfestigkeit und eine sehr gute Hitzebeständigkeit.
PVD-Beschichtungen (Physical Vapour Deposition) werden durch physikalische Reaktionen bei relativ niedrigen Temperaturen (400–600 Grad) hergestellt. Üblicherweise verwendete Beschichtungen umfassen Nitride, Carbonitride, Oxide und Oxynitride. Das Rohmetall, meist eine Kombination aus Titan und Aluminium, verdampft in Stickstoff und hinterlässt eine dünne Nitridschicht auf dem Werkzeug. PVD-Sorten werden normalerweise für zähe und scharfe Klingen verwendet. Die Druckspannung dieses Beschichtungsverfahrens erhöht die Härte der Klinge und verhindert die Entstehung von thermischen Rissen.
Zertivo
Zertivo ist eine proprietäre Produktionstechnologie, die von Sandvik Coromant für PVD-Materialien entwickelt wurde. Zertivo kann den gesamten Beschichtungsherstellungsprozess verbessern, indem wichtige Prozessparameter präzise gesteuert werden, um eine Beschichtung zu erhalten, die perfekt zum Zielmaterial passt.
Neben der Frässorte GC1130 ist die Zertivo-Technologie jetzt auch für die CoroDrill 880 Bohrsorte GC4344 verfügbar. Die Zusammensetzung und Struktur dieses Materials unterscheiden sich von GC1130, das die besonderen Bedürfnisse der Kunden erfüllen kann.
