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, lo stesso 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 utilizzano designazioni e metodi di classificazione diversi nelle loro tabelle di classe.Ciò può rendere difficile per l'utente finale confrontare le qualità, il che è un problema particolarmente difficile dato che l'idoneità di una qualità di metallo duro per una determinata applicazione può influenzare in modo significativo le probabili condizioni di taglio e la durata dell'utensile.
Per orientarsi in questo labirinto, gli utenti devono prima capire di cosa è fatto il 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 materiale di base le proprietà desiderate, i produttori di materiali vi aggiungono vari elementi di lega.Il principale elemento legante è il cobalto (Co).Livelli più elevati di cobalto forniscono una maggiore tenacità mentre livelli più bassi di cobalto aumentano 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 microfessurazioni lungo il 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 carbonio di nitruro di titanio, ossido di alluminio e nitruro 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 altri metodi di lucidatura che levigano lo strato superiore e riducono l'attrito, riducendo così la generazione di calore.La differenza di prezzo è solitamente molto piccola e nella maggior parte dei casi si consiglia di preferire la varietà trattata.
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 gli intervalli operativi consigliati per i gradi basati su un “intervallo di utilizzo” espresso come una combinazione alfanumerica di tre caratteri, come P05-P20.
La prima lettera indica il gruppo di materiali ISO.Ad ogni gruppo di materiali viene assegnata una lettera e un colore corrispondente.
I due numeri successivi rappresentano la durezza relativa dei gradi da 05 a 45 con incrementi di 5. Le applicazioni 05 richiedono un grado molto duro per condizioni favorevoli e stabili.45 Applicazioni che richiedono leghe molto tenaci per 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, i gradi contrassegnati con P10-P20 in due cataloghi di fornitori diversi potrebbero avere durezze diverse.
Una qualità contrassegnata con P10-P20 in una tabella delle classi di tornitura può avere una durezza diversa da una qualità contrassegnata con P10-P20 in una tabella delle classi di fresatura, anche nello stesso catalogo.Questa differenza si riduce al fatto che le condizioni favorevoli variano da applicazione a applicazione.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 del loro utilizzo in operazioni di tornitura di varia complessità, che possono 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 dei francobolli, non esiste uno standard ufficiale per i nomi dei marchi.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 non si tratta di uno standard ISO/ANSI, alcuni fornitori hanno apportato le proprie modifiche al sistema e sarebbe saggio essere consapevoli di questi cambiamenti.
Più di ogni altra applicazione, le leghe svolgono un ruolo fondamentale nelle operazioni di tornitura.Per questo motivo, un profilo tornito avrà la più ampia selezione di qualità quando si controlla il catalogo di qualsiasi fornitore.
L'ampia gamma di qualità di tornitura è il risultato di un'ampia gamma di operazioni di tornitura.Tutto rientra in questa categoria, dal taglio continuo (dove il tagliente è in costante contatto con il pezzo e non subisce urti, ma genera molto calore) al taglio interrotto (che genera forti urti).
L'ampia gamma di qualità di tornitura copre anche un ampio numero di diametri in 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 grandi fornitori spesso offrono serie separate di qualità per ciascun gruppo di materiali.In ciascuna serie, le qualità spaziano dai materiali duri adatti alla lavorazione interrotta a quelli adatti alla lavorazione continua.
Durante la fresatura, la gamma di qualità offerte è più ridotta.A causa della natura prevalentemente intermittente dell'applicazione, le frese richiedono qualità tenaci con elevata tenacità.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 alla fine raggiunge lo zero e l'operazione diventa una cesoia anziché un taglio.
Pertanto, le qualità utilizzate per la troncatura devono essere compatibili 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 delle somiglianze con la tornitura, i fornitori con un'ampia selezione di inserti per scanalatura offrono spesso una maggiore varietà di qualità per determinati gruppi e condizioni di materiali.
Durante la foratura, la velocità di taglio al centro della punta è sempre zero e 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.
Polveri, parti e prodotti rappresentano i diversi modi in cui le aziende stanno spingendo la produzione additiva.Il metallo duro e gli utensili sono aree di successo diverse.
I progressi nei materiali hanno reso possibile la creazione di frese in ceramica che funzionano bene a velocità di taglio inferiori e competono con le frese in metallo duro in un'ampia gamma di applicazioni.Il tuo negozio potrebbe iniziare a utilizzare strumenti in ceramica.
Molti negozi commettono l'errore di pensare che gli strumenti avanzati siano plug-and-play.Questi utensili possono essere inseriti nei portautensili esistenti o anche nelle stesse tasche di fresatura o tornitura degli inserti in metallo duro, ma le somiglianze finiscono qui.
Orario di pubblicazione: 22 marzo 2023