Poiché non esistono standard internazionali che definiscono le qualità o le applicazioni del metallo duro, gli utenti devono fare affidamento sul proprio giudizio e sulle conoscenze di base per avere successo.#base
Mentre il termine metallurgico “grado di metallo duro” si riferisce specificamente al carburo di tungsteno (WC) sinterizzato con cobalto, il termine ha un significato più ampio nella lavorazione: carburo di tungsteno cementato in combinazione con rivestimenti e altri trattamenti.Ad esempio, due inserti di tornitura realizzati con lo stesso materiale di metallo duro ma con rivestimenti o post-trattamenti diversi sono considerati gradi diversi.Tuttavia, non esiste una standardizzazione nella classificazione delle combinazioni di metallo duro e rivestimento, pertanto i diversi fornitori di utensili da taglio utilizzano designazioni e metodi di classificazione diversi nelle loro tabelle delle qualità.Ciò può rendere difficile per l'utente finale confrontare le qualità, una questione particolarmente delicata poiché l'idoneità di una qualità di metallo duro per una determinata applicazione può influenzare notevolmente le probabili condizioni di taglio e la durata dell'utensile.
Per orientarsi in questo labirinto, l'utente deve prima capire di cosa è fatta una qualità di metallo duro e in che modo ciascun elemento influisce sui diversi aspetti della lavorazione.
Il supporto è il materiale nudo dell'inserto da taglio o dell'utensile solido sottoposto a rivestimento e post-trattamento.Di solito è costituito dall'80-95% di WC.Per conferire al substrato le proprietà desiderate, i produttori di materiali vi aggiungono vari elementi di lega.Il principale elemento legante è il cobalto (Co): un contenuto di cobalto più elevato determina una maggiore tenacità, mentre un contenuto di cobalto inferiore aumenta la durezza.I substrati molto duri possono raggiungere 1800 HV e fornire un'eccellente resistenza all'usura, ma sono molto fragili e adatti solo a condizioni molto stabili.Il substrato molto resistente ha una durezza di circa 1300 HV.Questi substrati possono essere lavorati solo a velocità di taglio inferiori, si usurano più velocemente, ma sono più resistenti ai tagli interrotti e alle condizioni avverse.
Il giusto equilibrio tra durezza e tenacità è il fattore più importante quando si sceglie una lega per una particolare applicazione.La scelta di una qualità troppo dura può provocare microrotture del tagliente o addirittura guasti catastrofici.Allo stesso tempo, le qualità troppo dure si usurano rapidamente o richiedono una riduzione della velocità di taglio, con conseguente riduzione della produttività.La tabella 1 fornisce alcune linee guida di base per la scelta del durometro giusto:
La maggior parte degli inserti e degli utensili in metallo duro moderni sono rivestiti con una pellicola sottile (da 3 a 20 micron o da 0,0001 a 0,0007 pollici).Il rivestimento è solitamente costituito da strati di nitruro di titanio, ossido di alluminio e carbonitruro di titanio.Questo rivestimento aumenta la durezza e crea una barriera termica tra il ritaglio e il substrato.
Anche se ha guadagnato popolarità solo circa dieci anni fa, l’aggiunta di un ulteriore trattamento post-rivestimento è diventata lo standard del settore.Questi trattamenti sono solitamente la sabbiatura o altre tecniche di lucidatura che levigano lo strato superiore e riducono l'attrito, riducendo così la generazione di calore.La differenza di prezzo è solitamente piccola e nella maggior parte dei casi si consiglia la post-elaborazione per la selezione della varietà.
Per selezionare la qualità di metallo duro corretta per una particolare applicazione, fare riferimento al catalogo o al sito Web del fornitore per istruzioni.Sebbene non esista uno standard internazionale formale, la maggior parte dei fornitori utilizza grafici per descrivere l'intervallo operativo raccomandato dei gradi in base all'"ambito" espresso come una combinazione di tre lettere/numeri, come P05-P20.
La prima lettera indica il gruppo di materiali secondo lo standard ISO.Ad ogni gruppo di materiali viene assegnata una lettera e un colore corrispondente.
I due numeri successivi rappresentano il livello di durezza relativa della qualità, compreso tra 05 e 45 con incrementi di 5. Le applicazioni 05 richiedono una qualità molto dura adatta a condizioni favorevoli e stabili.45 Un'applicazione che richiede una qualità molto tenace adatta a condizioni difficili e instabili.
Ancora una volta, non esiste uno standard per questi valori, quindi dovrebbero essere interpretati come valori relativi nella particolare tabella di valutazione in cui compaiono.Ad esempio, un grado contrassegnato con P10-P20 in due cataloghi di fornitori diversi potrebbe avere una durezza diversa.
Anche nello stesso catalogo, una qualità contrassegnata con P10-P20 nella tabella delle qualità di tornitura può avere una durezza diversa da una qualità contrassegnata con P10-P20 nella tabella delle qualità di fresatura.Questa differenza dipende dalle diverse condizioni favorevoli per le diverse applicazioni.Le operazioni di tornitura vengono eseguite meglio con qualità molto dure, ma durante la fresatura, le condizioni favorevoli richiedono una certa resistenza a causa della natura intermittente.
La tabella 3 fornisce un'ipotetica tabella delle leghe e dei loro usi in varie operazioni di tornitura complesse che potrebbero essere elencate nel catalogo di un fornitore di utensili da taglio.In questo esempio, la classe A è consigliata per tutte le condizioni di tornitura, ma non per il taglio fortemente interrotto, mentre la classe D è consigliata per la tornitura pesantemente interrotta e altre condizioni molto sfavorevoli.Strumenti come Grades Finder di MachiningDoctor.com possono cercare i voti utilizzando questa notazione.
Così come non esiste uno standard ufficiale per la portata di una classe, non esiste uno standard ufficiale per la designazione della classe.Tuttavia, la maggior parte dei principali fornitori di inserti in metallo duro seguono le linee guida generali per le designazioni delle loro qualità.I nomi “classici” sono nel formato a sei caratteri BBSSNN, dove:
La spiegazione di cui sopra è corretta in molti casi.Ma poiché questo non è uno standard ISO/ANSI, alcuni fornitori apportano le proprie modifiche al sistema ed è saggio essere consapevoli di questi cambiamenti.
I voti svolgono un ruolo fondamentale nel trasformare le domande più di qualsiasi altra applicazione.Pertanto, quando si sfoglia il catalogo di qualsiasi fornitore, la parte di tornitura avrà la più ampia selezione di qualità.
Questa vasta gamma di qualità di tornitura è il risultato di un'ampia gamma di operazioni di tornitura.Questa categoria spazia dal taglio continuo (dove il tagliente è costantemente in contatto con il pezzo e non viene colpito, ma genera molto calore) al taglio interrotto (dove si verificano forti impatti).
Un'ampia gamma di qualità di tornitura è inoltre associata a diversi diametri di produzione, da 1/8″ (3 mm) per macchine di tipo svizzero a 100″ per uso industriale pesante.Poiché la velocità di taglio dipende anche dal diametro, sono necessarie diverse qualità ottimizzate per velocità di taglio basse o elevate.
I principali fornitori spesso offrono serie di qualità separate per ciascun gruppo di materiali.Le qualità di ciascuna serie spaziano dai materiali duri per il taglio interrotto ai materiali duri per il taglio continuo.
Durante la fresatura, la gamma di qualità offerte è più ridotta.A causa della natura intermittente dell'applicazione, gli utensili di fresatura richiedono qualità tenaci con elevata resistenza agli urti.Per lo stesso motivo il rivestimento deve essere sottile, altrimenti non resisterà agli urti.
La maggior parte dei fornitori taglierà diversi gruppi di materiali con supporti rigidi e rivestimenti diversi.
Durante la troncatura o la scanalatura, la scelta della qualità è limitata a causa dei fattori di velocità di taglio.Cioè, il diametro diminuisce man mano che il taglio si avvicina al centro.Pertanto, la velocità di taglio viene gradualmente ridotta.Quando si taglia verso il centro, la velocità eventualmente raggiunge lo zero alla fine del taglio e l'operazione diventa una cesoia invece che un taglio.
Pertanto, la qualità del taglio deve essere compatibile con un’ampia gamma di velocità di taglio e il substrato deve essere sufficientemente resistente da resistere al taglio al termine dell’operazione.
Le scanalature poco profonde sono un'eccezione agli altri tipi.A causa della somiglianza con la tornitura, i fornitori con un'ampia scelta di inserti per scanalatura offrono spesso una gamma più ampia di qualità per determinati gruppi e condizioni di materiali.
Durante la foratura, la velocità di taglio al centro della punta è sempre nulla, mentre la velocità di taglio alla periferia dipende dal diametro della punta e dalla velocità di rotazione del mandrino.Le qualità ottimizzate per velocità di taglio elevate non sono adatte e non devono essere utilizzate.La maggior parte dei venditori offre solo poche varietà.
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Orario di pubblicazione: 21 agosto 2023