Во-первых, одной из многочисленных проблем является широкий диапазон материалов в группе ISO P – от ковких низкоуглеродистых до высоколегированных. Во-вторых, твердость различных сортов стали сильно варьируется от одного конца спектра к другому. Разнятся также области применения и условия обработки.
Очевидно, что токарная обработка стали сопряжена с различными сложностями. И задачу выбора сплава под широкий диапазон свойств сталей ISO P решить становится все труднее. Для любого такого сплава первостепенное значение имеет стойкость к разрушению. Равно как и режущая кромка, обладающая необходимой твердостью для сопротивления пластической деформации, вызываемой экстремальными температурами в зонах резания.
Кроме того, сплав должен иметь покрытие, предотвращающее износ по задней поверхности, лункообразование и нарост на режущей кромке. Важно, чтобы покрытие имело хорошую адгезию к основе: если адгезия плохая, то основа оголится, что приведет к быстрому выходу пластины из строя.
Структура твердосплавной пластины
На твердосплавную основу обычно наносится несколько слоев покрытия, например из карбонитрида титана (TiCN), оксида алюминия (Al2O3) или нитрида титана (TiN), придающих режущей кромке пластины необходимую прочность, адгезию и износостойкость. Секрет отличной стойкости к различным видам износа (износу по задней поверхности, лункообразованию и наростообразованию на кромке), адгезии к основе и повышения долговечности инструмента кроется в микроскопических деталях, учитываемых при создании покрытия.
В традиционном покрытии из оксида алюминия направление роста кристаллов хаотичное. Если контролировать рост кристаллов в слое покрытия так, чтобы они были ориентированы в одном направлении, то можно добиться превосходной износостойкости – плотно расположенные и ориентированные в одном направлении кристаллы ведут себя как щиты, повышая стойкость к сложным условиям в зоне резания.
Однонаправленная ориентация кристаллов
Специалисты по НИОКР в Sandvik Coromant открыли способ контролировать рост кристаллов в покрытии из оксида алюминия и ориентировать кристаллы в одном направлении, когда самая прочная часть оказывается на поверхности. Эта запатентованная технология нанесения покрытия под названием Inveio® является технологическим прорывом, выводящим пластины на новый уровень износостойкости и долговечности.
Плотно расположенные однонаправленные кристаллы создают прочный барьер в направлении зоны резания и образования стружки. Это помогает значительно повысить стойкость к лункообразованию и износу по задней поверхности у сплавов с покрытием Inveio®. Другой эффект состоит в том, что тепло быстрее отводится из зоны резания. Это позволяет режущей кромке дольше сохранять свою форму при резании. Результат: вы получаете предсказуемый долговечный инструмент.
В технологии Inveio® второго поколения, примененной в новейших сплавах Sandvik Coromant GC4415 и GC4425 для точения стали, преимущества однонаправленной ориентации кристаллов в покрытии стали еще заметнее. Улучшенная ориентация кристаллов позволила добиться еще более стабильных характеристик и значительно повысить износостойкость.
Новые сплавы GC4415 и GC4425
Sandvik Coromant недавно выпустил два новых сплава для точения стали ISO P. Сплавы GC4415 и GC4425 идеально подходят для предприятий, занимающихся крупно- и мелкосерийным производством.
Они получили новую основу, усиленную технологией Inveio®, обеспечивают надежную работу и обладают превосходной износостойкостью. Кроме того, новый тип последующей обработки повышает производительность пластин из обоих сплавов при прерывистом резании, предотвращая внезапные поломки и позволяя обойти конкурентов в широком спектре областей применения.
Благодаря новым сплавам заказчики смогли повысить скорость резания (Vc) и значительно увеличить подачу (Fn). Одно машиностроительное предприятие подвергло заготовку из стали 4140, прошедшую термообработку, наружному черновому точению в нескольких направлениях пластиной в сплаве GC4425. По сравнению с использованной в том же процессе пластиной ISO конкурента заказчику удалось повысить производительность на 100%, в то же время сократив длительность обработки на 50%, а затраты на 30%.
Обработка ISO P сопряжена со сложностями. Помня при выборе сплава о нескольких важных аспектах, таких как прочность основы, и о новых технологических решениях в области материаловедения и инструментальной оснастки, можно резко повысить эффективность точения стали и общую производительность металлообрабатывающего цеха.
текст: Кристина Симонова, фото: sandvik.coromant.com