Témata
Reklama

Odolnost slinutých karbidů proti teplotním a mechanickým rázům

V třetí, závěrečné části příspěvku k problematice odolnosti VBD SK proti teplotním a mechanickým rázům se budeme zabývat vlivem technologie povlakování na výsledný mezný počet rázů při zkoušce čelním soustružením čepů.

V současné době většina předních světových výrobců používá dva základní typy povlaků vyměnitelných břitových destiček. Jedná se o povlaky nanášené metodou CVD, respektive MT CVD a povlaky nanášené metodou PVD.
Reklama
Reklama
Reklama

Phycical Vapour Deposition

Metoda PVD (fyzikální napařování) je charakteristická nízkými pracovními teplotami (pod 500 (C). Tato metoda se používá i pro povlakování nástrojů z rychlořezných ocelí (nízká teplota zaručuje, že nedojde k tepelnému ovlivnění nástroje). Povlak je vytvářen napařováním, naprašováním nebo iontovým plátováním. PVD vrstvy jsou charakteristické vnitřním tlakovým pnutím, které má tendenci k uzavírání trhlin vzniklých tepelným a mechanickým namáháním VBD.

Chemical Vapour Deposition

Chemické napařování z plynné fáze (metoda CVD) probíhá za vysokých teplot (700 - 1500 (C). Tato metoda povlakování SK může být realizována ve třech variantách: tepelně indukovaná, plazmaticky aktivovaná či fotonově indukovaná (např. laserem). Určitou modifikací jsou pak vrstvy nanášené metodou MT CVD. Na rozdíl od konvenční CVD technologie, při které je teplota nanášení povlaku vysoká, MT CVD technologie umožňuje použít teploty podstatně nižší (700 - 850 °C). Hlavní výhodou této technologie je to, že v důsledku nižší reakční teploty dochází ke značnému nárůstu houževnatosti, případně jejímu zachování. K dalším přednostem vrstev nanášených metodou MT CVD patří fakt, že základní materiál (slinutý karbid) se nepodílí na ovlivňování povlaku. Difuze uhlíku ze substrátu přes povlak je zanedbatelná, což má velký význam v tom, že je prakticky vyloučen vznik křehké (-fáze.
Vrstvy CVD, respektive MT CVD jsou charakteristické tahovým vnitřním pnutím. To může přispět k šíření trhlin na ostří VBD.
Výsledky testů VBD s výše uvedenými typy povlaků jsou názorně dokumentovány ve sloupcovém diagramu. Jednalo se o čelní soustružení zkušebního obrobku s válcovými čepy s VBD: CNMG 120408E-DM z materiálu H30 s povlaky CVD a PVD. Řezné podmínky a výsledky jsou uvedeny v tabulce.
V diagramu jsou porovnány hodnoty průměrného mezního počtu rázu a jejich rozptylu u VBD stejného tvaru se stejnými substráty H30 vyrobenými v jedné tavbě povlakované metodou CVD a metodou PVD. Mezi destičkami s povlaky PVD a CVD byl zjištěn řádový rozdíl ve střední hodnotě mezního počtu rázů i v jejím rozptylu. Výsledky testu vyznívají jednoznačně příznivěji pro VBD s povlakem PVD.
Z dlouhodobě prováděných testů s různými typy povlaků lze stanovit trend vlivu typu povlaků na odolnost proti rázovému zatížení. Nejlépe cyklickému zatížení zkouškou přerušovaným řezem na čepech odolávají VBD s povlakem PVD. Poněkud horších výsledků dosahují VBD s povlakem naneseným metodou MT CVD. Nejmenší odolnost proti uvedenému způsobu zatížení vykazují VBD s vrstvami nanesenými metodou CVD. Uvedené pořadí nikterak nevypovídá o odolnosti destiček se sledovanými povlaky při zkoušce řezivosti, sledující trvanlivost při podélném soustružení.

Závěr

Tvoření třísky při obrábění je prakticky vždy ve větší či menší míře nestabilním procesem. Periodické kolísání řezné síly může zásadním způsobem ovlivnit proces opotřebení břitu nástroje SK po kvantitativní i kvalitativní stránce.
Kolísání řezné síly vyvolává cyklické zatížení břitu, které může významnou měrou přispět k porušení břitu únavou materiálu v bezprostřední blízkosti ostří. Mikropórovitost, výskyt křehkých strukturních složek i charakter zbytkových napětí v povrchových vrstvách, které závisejí na technologických parametrech, hrají významnou roli při únavovém narušení břitu. Výsledky zkoušky přerušovaným řezem hodnotící prakticky únavovou pevnost břitu a jimi stanovená hodnota mezního počtu rázů mohou ovlivnit různé nehomogenity na povrchu i uvnitř zatěžované části břitu. Tyto nehomogenity mohou svým "vrubovým" účinkem vést ke koncentraci napětí, která může iniciovat vznik trhlin, jež později vedou k destrukci břitu. Významnou roli mohou hrát i zbytková napětí vzniklá v procesu povlakování, resp. jejich charakter. Tato napětí v superpozici s napětími od teplotních a mechanických rázů mohou šíření trhlin a mezní počet rázů zásadním způsobem ovlivnit.
Z povrchových nehomogenit břitu přicházejí v úvahu mikroskopické trhliny vzniklé při úpravě břitu (rektifikace, ostření), které nemusí být objeveny ani při kontrole dílenským mikroskopem.
Vrubovým účinkem může působit i extrémní nerovnost (podélná drsnost) ostří. Nezanedbatelnou roli mohou hrát u VBD broušených tahová zbytková pnutí, která, jak je všeobecně známo, dosahují u broušených povrchů relativně vysokých hodnot.
Nehomogenity ve struktuře materiálu ve vrstvách pod povlakem mohou rovněž iniciovat vznik a rozšiřování povrchových trhlin - to představuje například výskyt křehké (-fáze i mikropórovitost.
Proto musíme očekávat u výsledků zkoušek s přerušovaným řezem (všech typů) podstatně větší rozptyl výsledků mezního počtu rázů u VBD vyrobených z jednoho materiálu, než u výsledků jiných v principu statických zkoušek, jako je např. zkouška pevnosti v ohybu. Výskyt výše uvedených poruch je mnohdy příčinou značného kolísání řezivosti VBD.
Proto je hodnocení odolnosti proti cyklickému zatížení vhodnými technologickými zkouškami nutným doplňkem technologických zkoušek řezivosti, které vypovídají o odolnosti VBD proti oděru.
Ing. Josef Houdek, CSc.
Ing. Karel Kouřil, Ph.D.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 40698
Datum: 16. 06. 2004
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Univerzální brusky pro broušení na kulato

Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

Automatizovaná upínací technika

Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Chytré měření upínací síly

Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Výsledky spolupráce akademické sféry s průmyslem

Pracovníci Ústavu výrobních strojů systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně usilují o těsné sepjetí školy s praxí, které nelze realizovat jinak než úzkou spoluprací s průmyslem. V předchozích vydáních MM Průmyslového spektra jsme avizovali, že budeme technickou veřejnost informovat o konkrétních výsledcích naší spolupráce. Zde jsou první poznatky.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit