Desafío: abordar problemas como la vida útil de la herramienta y la seguridad de la producción relacionados con el astillamiento, el desprendimiento del recubrimiento y el agrietamiento térmico en las operaciones de fresado frontal.
Solución: El nuevo grado GC1130 utiliza un sustrato de grano fino con alto contenido de cromo y un recubrimiento de PVD con tecnología Zertivo™, que mejora en gran medida la adhesión del sustrato/recubrimiento y la integridad del filo.
El descascarillado del revestimiento de la plaquita y el descascarillado del filo de corte son situaciones comunes en operaciones difíciles de planeado y conducen a una reducción de la vida útil de la herramienta. Estos problemas a menudo se observan en pasadas complejas, voladizos largos, cavidades profundas y operaciones de corte en húmedo.
Sandvik Coromant ha desarrollado una nueva calidad de plaquita, GC1130, que utiliza un recubrimiento PVD producido con la tecnología Zertivo™ sobre un sustrato de grano fino con alto contenido de cromo. La GC1130 se utiliza principalmente para el mecanizado de acero (ISO-P), al mismo tiempo, también se puede utilizar para el mecanizado de materiales mixtos.
Los ingenieros de I+D de Sandvik Coromant aceptaron el reto: mejorar una vez más la calidad de acero GC1030 con PVD avanzado. Sobre la base del análisis sistemático de las necesidades del cliente, el personal de I+D completó esta mejora realizando un gran número de pruebas de mecanizado. Todas estas pruebas se llevan a cabo en talleres de mecanizado reales y el equipo de I+D ha recibido un fuerte apoyo de los clientes.
El personal de I+D analizó los resultados de las pruebas y encontró tres problemas principales: astillado cerca de la línea del borde, descamación del revestimiento y grietas térmicas (ver la figura a continuación). Los materiales existentes ya son adecuadamente resistentes al desgaste químico y abrasivo, por lo que no se requieren cambios en estas áreas. Lo que hay que hacer es optimizar la interacción entre el carburo y el recubrimiento para maximizar la integridad del inserto.
La matriz de GC1130 es muy dura y resistente al desgaste, lo que viene determinado por el alto contenido de cromo y la estructura de grano fino de su composición. La estructura de grano de carburo de tungsteno aumenta la resistencia de los bordes y permite un rendimiento mejor y más equilibrado.
El revestimiento GC1130 contiene titanio, aluminio y cromo para resistir el desgaste continuo y el ataque químico. Su estructura, especialmente el tamaño de partícula del recubrimiento y la estructura de nanocapas, puede minimizar la aparición de grietas térmicas y astillado.
Varios componentes del material de la hoja interactúan y un componente afecta las propiedades de los otros componentes. El proceso de control avanzado utilizado por la tecnología Zertivo puede optimizar la interacción entre el recubrimiento y el sustrato para evitar mejor el problema del desprendimiento del recubrimiento y las pequeñas astillas cerca de la línea de corte, a fin de aprovechar todo el potencial del material.
GC1130 es la primera calidad de fresado de Zertivo con un filo de corte muy resistente. El sustrato fuerte y el recubrimiento optimizado pueden resistir de manera efectiva el astillado y el agrietamiento de la línea del borde en condiciones de procesamiento difíciles, como los cambios de temperatura durante el corte en húmedo, que son condiciones difíciles comunes.
Los primeros productos GC1130 se lanzaron el 1 de octubre de 2015 para plaquitas de 7 mm y 11 mm para la fresa CoroMill 390. La GC1130 es especialmente adecuada para las plaquitas CoroMill 390-07, que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones exigentes de fresado en escuadra repetitivo y fresado en escuadra con voladizo largo, así como en aplicaciones de torneado y fresado.
Operación: Fresado frontal de biela
Material: acero de baja aleación
Material de la hoja: GC1130
Parámetros de corte
GC1130
En conclusión
Las cuchillas existentes se desecharon después de 27 minutos de uso. La GC1130 ofrece el doble de vida útil de la herramienta y mejora significativamente la economía de producción.
Durante la fase previa a la investigación del proyecto, los desarrolladores realizaron operaciones de fresado específicas e identificaron varios tipos principales de desgaste.
en el sentido de las agujas del reloj de izquierda a derecha
Recubrimiento Pelado - 25 por ciento
Desgaste abrasivo/químico - 15 por ciento
Grietas calientes - 25 por ciento
Astillado - 35 por ciento
ECV y PVD
Los recubrimientos CVD (deposición química de vapor) consisten en varias combinaciones de carbonitruro de titanio (TiCN), óxido de aluminio (AL2O3) y nitruro de titanio. Este proceso químico tiene lugar a altas temperaturas entre 700 y 1050 grados. Los principales beneficios de los recubrimientos CVD son su alta resistencia al desgaste y muy buena resistencia al calor.
Los recubrimientos PVD (deposición física de vapor) se producen mediante reacciones físicas a temperaturas relativamente bajas (400–600 grados). Los recubrimientos comúnmente usados incluyen nitruros, carbonitruros, óxidos y oxinitruros. El metal en bruto, generalmente una combinación de titanio y aluminio, se evapora en nitrógeno y deja una fina capa de nitruro en la herramienta. Los grados de PVD se utilizan normalmente para hojas resistentes y afiladas. La tensión de compresión de este método de recubrimiento aumenta la dureza de la hoja y evita la generación de grietas térmicas.
Zertivo
Zertivo es una tecnología de producción patentada desarrollada por Sandvik Coromant para materiales PVD. Zertivo puede mejorar todo el proceso de producción de recubrimientos mediante el control preciso de los parámetros clave del proceso para obtener un recubrimiento que coincida perfectamente con el material objetivo.
Además de la calidad de fresado GC1130, la tecnología Zertivo ahora también está disponible para la calidad de perforación CoroDrill 880 GC4344. La composición y la estructura de este material son diferentes a las del GC1130, lo que puede satisfacer las necesidades especiales de los clientes.
