K dispozici mám i názorný příklad, kdy jsme v automobilovém závodu v severní Americe nasadili nástrojovou třídu nové generace GC4325 proti stávající třídě P25. Obrábění výkovku ze slitinové oceli vyžadovalo půl minuty trvající záběr nástroje, přičemž část řezu byla přerušovaná. S ohledem na dosažení maximálního možného počtu řezných hran na břitovou destičku a snížení nákladů na nástroje na minimum si zákazník již v minulosti zvolil břitové destičky tvaru W, opatřené šesti řeznými hranami na destičku. Když jsme u třídy GC4325 přešli na břitové destičky tvaru C, opatřené pouze čtyřmi řeznými hranami na destičku, zato však mnohem méně náchylné k pohybům v průběhu obrábění, naše třída nové generace určená pro oblast P25 dosáhla 150 obrobených kusů na břit. Změnou generace nástrojové třídy a tvaru břitové destičky se tak okamžitě podařilo dosáhnout pětinásobného prodloužení životnosti břitové destičky.
MM: Téměř každý, kdo se zabývá obráběním, může vhodným způsobem využít třídu P25. Pro všechny aplikace při soustružení ocelí je všeobecně vnímána jako první volba a bezpečná univerzální břitová destička. U řady operací však může sloužit také pro optimalizaci a dokonce i jako prostředek pro řešení problémů. Stávající třída P25 (GC4225), představená před několika roky, představuje z hlediska technických parametrů absolutní špičku na trhu. Tak proč nová nástrojová třída právě teď? A jaké nové cíle jste si při jejím vývoji vytyčili? Nakolik důležitá až doposud pro kovoprůmysl byla současná úroveň bezpečnosti řezné hrany?
Mia Pålssonová: Naším cílem u nové třídy GC4325 bylo dosažení ještě vyšší úrovně bezpečnosti obráběcího procesu při ještě vyšších doporučených hodnotách řezných parametrů. Při soustružení ocelí v aplikační oblasti ISO P25 jsou nároky vznikající při řezu vůbec nejvyšší, jaké mohou být. Střídání materiálů, obráběných součástí, operací, podmínek a omezení nelze srovnat s jakoukoliv jinou oblastí obrábění. Dá se v takovém případě očekávat stále vyšší standardní výkonnost od jediné nástrojové třídy? Ano, díky pokroku v oblasti vývoje nástrojových materiálů a výrobních postupů, jsme v tomto směru úspěšní již od roku 1970 a nyní se nám to podařilo znovu – dosáhnout toho, aby průmyslové obrábění kovů bylo zase o něco rentabilnější.
Nástrojová třída, kterou nyní uvádíme na trh, je již v pořadí sedmou generací povlakovaných soustružnických nástrojových tříd pro oblast P25. K dispozici je bohatý sortiment břitových destiček, spolehlivě pokrývající širokou oblast soustružení ocelí, s dobrými možnostmi pro další optimalizaci. Přináší více než dvojnásobné zlepšení ve srovnání s tím, co v době svého uvedení na trh umožnila naše současná třída určená pro oblast P25-GC4225. Při zkouškách se nám s touto třídou podařilo dosáhnout nejlepších výsledků za více než deset let.
Jako přední světový výrobce obráběcích nástrojů usilujeme o to, a současně se to od nás i očekává, neustále nabízet zákazníkům zlepšení pro jejich výrobu. Nová třída GC4325 je novinkou v právě představené nabídce produktů a pracovních postupů. Jsme si vědomi toho, že rozšířená oblast soustružení ocelí klade na řeznou hranu mnohem víc nejrůznějších požadavků. Pokud jde o vývoj této nástrojové třídy, bylo při něm dosaženo zlepšení adheze povlaku, která je nanejvýš důležitá z hlediska potlačení jakýchkoliv možností vzniku nespojitého a nekontrolovatelného opotřebení. Substrát břitových destiček pak musí být schopen odolávat působení vysokých teplot, aniž by v něm docházelo k jakýmkoli strukturálním změnám. Povlak i substrát jsme vyvíjeli jako jeden celek v měřítku, jaké až doposud nebylo možné.
V závislosti na aplikaci není problém s použitím řezných rychlostí hodně přes 400 m.min-1, a tak se námi doporučované hodnoty řezných parametrů pohybují mnohem výše, než bylo pro tuto oblast v minulosti běžné. Ale to je pouze jedna část celé historie, protože jsme se ve značné míře soustředili také na provozní bezpečnost a předvídatelnou životnost nástrojů, které jsou hlavní předností této nové třídy.
MM: Ale kam až lze řezné rychlosti zvyšovat? Neblížíme se horní hranici, kterou ještě mohou stroje a nástroje zvládnout? Co když já, jako obsluha stroje, už nedokážu ještě pokročilejší nástrojové třídy využít?
Mia Pålssonová: Zjistili jsme, že pokud jde o řezné rychlosti, zpracovatelský průmysl se v průměru pohybuje přibližně na 70 % námi doporučovaných hodnot. To zčásti samozřejmě závisí na různých faktorech, jako jsou výkonnostní kapacita stroje, průměr obrobku, kvalifikovanost obsluhy stroje nebo obavy z rizika. Pokusy, které nyní provádíme s novou třídou P25, pomohou přesvědčit také uživatele, kteří se až doposud s volbou řezných parametrů drželi raději poněkud zpět, jelikož tato třída poskytuje extrémně vysokou provozní bezpečnost.
Obrábění stále nabízí obrovský potenciál, který je ještě možné vytěžit, a ten se nyní ještě zvýšil. Pro někoho, kdo dokáže plně využívat své současné prostředky, zde vidíme možnost zvýšení produktivity o dalších 30 %.
V celé značně široké a různorodé oblasti P25 je produktivita do jisté míry předmětem individuálního posouzení, které závisí na typu výroby. Ale myslím si, že se všichni shodneme na tom, že jde o kombinaci efektivity obrábění, jejímž měřítkem je často rychlost úběru kovu, a využití obráběcího stroje, posuzovaného počtem obrobených kusů za hodinu. V případě řezné hrany se pak dostáváme zpět ke starým dobrým hodnotám řezných parametrů a životnosti nástroje (viz obr. 1).
Typickým příkladem právě takového typu oceli, kde se nám s novou třídou P25 podařilo dosáhnout daleko většího úspěchu, než jsme původně očekávali, je ocel používaná pro výrobu kuličkových ložisek a jí podobné slitinové oceli. Ty pro řeznou hranu představují zvláštní výzvu, protože obsahují tvrdé, velice abrazivní karbidové částice, které často způsobují velice rychlé opotřebení ve tvaru žlábku a někdy jsou i příčinou nebezpečného vývoje opotřebení. V tomto směru jsme vyvinuli substrát a povlak břitové destičky s mnohem lepší schopností odolávat difuznímu opotřebení působícímu za vysokých teplot. Potlačili jsme vlivy, které způsobují vytváření žlábku na čelní ploše břitu. Tak jsme také získali jistotu, že třída GC4325 má velmi dobrou schopnost udržet ideální průtok řezné kapaliny v oblasti vzniku třísky. To znamená, že umožňuje použití vyšší řezné rychlosti, ale také disponuje nezbytnou spolehlivostí břitu a nabízí dlouhou, předvídatelnou životnost nástroje potřebnou pro bezobslužnou výrobu.
MM: Tak velký skok vpřed pro oblast obrábění – mám na mysli to, že zde hovoříme o pokroku, který lze srovnat s úplně první povlakovanou karbidovou třídou, na němž měly ohromný podíl právě inovace v oblasti struktury povlaku a karbidového substrátu. Taková úroveň schopností této nové třídy, za tím musí být ještě něco jiného. Jaké další pokrokové novinky ještě stojí za vývojem třídy P25 nové generace?
Mia Pålssonová: Za tímto úspěchem lze samozřejmě najít daleko víc a z velké části jde o případ, kde jsme využili komplexní pohled na všechny faktory. Víceméně všechny výrobní úlohy a postupy používané u této třídy byly přizpůsobeny novým vývojovým trendům, což se projevilo zvýšením výkonnosti na novou úroveň. Pokud bych měla jmenovat pouze jedinou ze všech inovací stojících za GC4325, musím se zmínit o nové krystalové struktuře povlakové vrstvy, která je v přímé souvislosti se zcela novou úrovní odolnosti proti otěru.
Získat představu o tom, jaká je úroveň výkonnosti a jak se mění stav břitu, můžete, když srovnáte vývoj opotřebení u několika různých, v současnosti běžných tříd P25, které jsou všechny zavedeny a používány pro stejnou soustružnickou operaci. Pouze jediná z nich si uchovala funkční řeznou hranu s mírným a rovnoměrným opotřebením, předvídatelnou životnosté a nezbytnou bezpečností – GC4325.
*Technologie Inveio
Důmyslně propracovaná technologie navržená až do nejmenšího detailu. Technologie, která představuje úspěch, jehož se podařilo dosáhnout díky usměrněné krystalografické orientaci, kdy růst každé krystalové vrstvy je řízen tak, aby její nejodolnější strana byla natočena proti místu řezu. Právě tím, že atomy zde mají těsnější uspořádání, je dosaženo největšího přímého účinku na pevnost břitové destičky, její odolnost proti otěru a životnost – opravdová inovace, která od základu změní podobu obrábění kovů. Zkrátka Inveio.
Sandvik Coromant
www.sandvik.coromant.com/cz
Nevena Rasic
n.rasic@pinnaclemarcom.com