Nové materiály WIDIA pro výměnné břitové destičky pro frézy jsou první volbou pro obrábění titanu a jiných superslitin. Josef Fellner, vedoucí sortimentu nástrojů pro soustružení a frézování s výměnnými břitovými destičkami firmy WIDIA Products Group, říká, že nová pokroková třída materiálů pro frézování, WS40PM, absolvovala světové turné, během něhož byly testovány vlastnosti výměnných břitových destiček (VBD) této třídy. Výsledky byly působivé:
-Výrobce letadel dosáhl při čelním frézování slitiny Ti-6Al-4V 90% zkrácení doby obrábění a prodloužení životnosti nástroje o 50 %.
-Britský podnik dosáhl při obrábění Inconelu 625 snížení opotřebení boku VBD o více než 90 %, a snížil tak náklady na nástroje o 70 %.
-Čínský výrobce turbokompresorů, který břitovými destičkami WS40PM obrábí austenitickou korozivzdornou ocel, dosáhl prodloužení životnosti nástroje o 80 % a navíc se zlepšila kvalita povrchu obrobku, snížily se řezné síly a zlepšil odvod třísky.
-U jiného titanového obrobku se s destičkami WS40PM/VSM490-15 podařilo zdvojnásobit úběr materiálu a o 80 % prodloužit životnost nástroje zvýšením hloubky řezu a posuvu na zub při frézování do rohu čelem a bokem frézy.
-Testovací pracoviště známého výrobce obráběcích strojů uvedlo, že při obrábění slitiny Ti-6Al-4V bylo při frézování do rohu dosaženo o 49 % většího úběru materiálu.
Ve všech případech byl materiál WS40PM testován ve srovnání se stávajícími slinutými karbidy. Rychlosti a posuvy zůstaly stejné nebo byly v některých případech zvýšeny, aby se ukázaly přednosti WS40PM - výjimečná tuhost, odolnost proti opotřebení a schopnost odolávat tepelnému praskání.
Materiál WS40PM byl navržen tak, aby uspokojil potřeby leteckého a obranného průmyslu a výroby zdravotnické techniky, kde je titan běžně používán pro podvozky letadel, součásti sedadel, kostní implantáty nebo chirurgické nástroje. Jak ale ukazují výsledky zkoušek, WS40PM je vhodný i pro jiné materiály než titan. Žárupevné slitiny, austenitické a precipitačně vytvrzované korozivzdorné oceli, niklové superslitiny jako Hastelloy a Nitronic - všechny tyto materiály způsobují poškození nástroje vytvářením nárůstků na břitu, po délce ostří vytvářejí vruby, krátery a otřepy a extrémně vyvíjejí teplo, což při obrábění s chladicí kapalinou může vést k prasknutí nástroje.
«WS40PM se skládá ze substrátu bohatého na kobalt, který je velmi odolný proti únavě materiálu a zaručuje integritu břitu, a z multifázového PVD povlaku ALTiN-TiN, který brání opotřebení,» říká Mike Sperhake, produktový specialista firmy WIDIA pro oblast EMEA. «Při frézování velmi pevného materiálu Ti-5553 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) nebo ocelí Super Duplex (korozivzdorné oceli s dvoufázovou strukturou feritu a austenitu) při počáteční řezné rychlosti 53 m/min (175 ft/min) dosahujeme zlepšení produktivity o 25 až 30 % a současně prodloužení životnosti nástroje.»
Sperhake doporučuje vyvážený přístup k volbě řezných podmínek. «Při zvýšení radiální hloubky řezu musí být proporcionálně snížena řezná rychlost,» říká. «Je to proto, že při náročném obrábění musí břitová destička odvádět velké množství tepla. Například při 90 % hloubce řezu bude třeba snížit otáčky přibližně o 25 %, v závislosti na obráběném materiálu. Úběr musí být v některých případech omezen také s ohledem na nastavení a tuhost stroje. A při malé šířce třísky mohou být samozřejmě otáčky a úběr materiálu výrazně zvýšeny.»
Sperhake říká, že běžnou chybou při obrábění titanu a jiných obtížně obrobitelných materiálů je snaha vše příliš zjednodušit, protože ta vede ke snížení produktivity výroby a zkrácení životnosti nástroje. Například problém s nárůstky na břitu a jeho opotřebením může být často eliminován lepším využitím nástroje. «Životnost nástroje, zvláště při obrábění superslitin, je závislá na třech parametrech: posuvu, řezné rychlosti a hloubce řezu. Každý z nich má přímý vliv na oba ostatní.»
Úspěšné obrábění superslitin vyžaduje víc než použít správný materiál VBD. Sperhake také doporučuje zvýšit koncentraci řezné kapaliny a je-li to možné, použít pro její přívod vysokotlaké čerpadlo. Stejně důležité je vybrat pro danou úlohu to správné těleso frézy. Například fréza do rohu VSM490 od firmy WIDIA má moderní design, který umožňuje použití VBD třídy WS40PM a jiných vysoce výkonných tříd.
Nakonec je třeba vzít v úvahu také obráběcí stroj, upínací držák nástroje a rozhraní vřetene. Pro produktivní obrábění titanu je třeba, aby všechny tyto komponenty vykazovaly značnou tuhost. Firma WIDIA nabízí platformu KM4X, která je podle Billa Redmana, globálního produktového manažera, «v této době tou nejpevnější připojovací platformou» a je dostupná pro širokou škálu držáků nástroje a obráběcích strojů.
Sperhake říká: «Ať je to dodavatel úrovně Tier 1 pro letecký průmysl nebo malá strojní dílna, každý chce od nástrojů to samé: velkou přesnost, kvalitu povrchu, spolehlivost a produktivitu. To jsou kritické faktory jejich úspěchu a to je to, co jim hodláme poskytnout. Břitové destičky třídy WS40PM k tomu výrazně přispívají.»
