5 tips voor het snijden van metaal voor op nikkel gebaseerde legeringen voor hoge temperaturen

Nikkel en zijn nevenlegeringen zijn moeilijk te snijden, maar de corrosieweerstand en sterkte van nikkel maken het ideaal voor zoveel toepassingen, waaronder in de lucht- en ruimtevaart en andere belangrijke productie-industrieën. Krijg duidelijk, beknopt advies over hoe u met dit essentiële materiaal kunt werken en hoe u het meeste uit uw snijgereedschap kunt halen.

Als nummer 28 op het periodiek systeem werd nikkel voor het eerst geïsoleerd in 1751. De naam komt van het geloof van Duitse mijnwerkers dat het roodbruine metaal, toen bekend als "kupfernickel" (wat zich vertaalt naar "duivels koper") hen ziek maakte . In werkelijkheid werd hun ziekte veroorzaakt door de grote hoeveelheid arseen in het erts dat ze uit de kobaltmijnen van Zweden haalden.

Nikkel is een uiterst belangrijk metaal. Samen met chroom is het een van de meest essentiële van alle legeringselementen, gebruikt in een breed scala aan staalsoorten, roestvrij staal en superlegeringen. Het is taai, corrosiebestendig en vertoont uitstekende sterkte- en slageigenschappen. Veel voorkomende soorten nikkellegeringen zijn Inconel, Hastelloy, Waspaloy, roestvrij staal, waaronder 304, 316 en 17-4 - en andere. Met een scherp gereedschap en de juiste snijparameters is puur nikkel niet erg moeilijk te draaien of te frezen, hoewel nikkellegeringen zoals Ni-Span-C 902 en Monel K-500 een bewerkbaarheidsscore van 15 procent of minder hebben. Hier zijn een paar dingen die je moet weten als je momenteel met dit uitdagende materiaal werkt of binnenkort gaat werken.

1. Houd uw metaalsnijgereedschap voor nikkellegeringen gecoat en scherp

Nikkel en zijn verschillende legeringen hebben de neiging om tijdens het bewerken uit te harden. Er zijn verschillende manieren om dit tegen te gaan. Ten eerste moet het snijgereedschap een positieve helling en een scherpe rand hebben. Omdat het minder bros is dan carbide, zou snelstaal goed kunnen werken, hoewel de snijsnelheden in dit geval vrij laag moeten worden gehouden, meestal op 100 oppervlaktevoet per minuut of minder als uitgangspunt.

Afhankelijk van de legering zal een taai, hoogwaardig PVD-gecoat hardmetaal over het algemeen de beste standtijd en productiviteit bieden, hoewel sommige leveranciers van snijgereedschap keramiek of cermet als alternatief voorstellen - sta open voor hun aanbevelingen. CBN kan worden gebruikt op geharde 17-4 PH en soortgelijke warmtebehandelde legeringen. Gebruik waar mogelijk een ronde wisselplaat of een wisselplaat met een positieve geleidingshoek om kerven tot een minimum te beperken. Variabele helix en variabele fluitfrezen helpen om de harmonischen die tot gebabbel leiden te verbreken. Als u HSS gebruikt, moeten boren een scherpe beitelrand en een gespleten punt van 135 graden hebben. Houd gereedschappen scherp en vervang ze eerder vroeger dan later voordat het noodlot toeslaat.

2. Blijf stijf bij het snijden van nikkellegeringen

Opstellingen zo stijf mogelijk maken is een goed advies voor elke bewerkingstoepassing, maar vooral voor supertaaie metalen zoals nikkel en nikkelhoudende legeringen. Voor freesbewerkingen is een houder met krimppassing vaak de eerste keuze, met hydraulische of mechanische freeshouders op een goede tweede. Laat de zijvergrendelingshouders in de gereedschapswieg. Evenzo moet waar mogelijk hydraulische werkhouding worden gebruikt, zelfs als dit betekent dat u moet investeren in nieuwe bankschroeven en klauwplaten. Uitsteeklengtes moeten tot een minimum worden beperkt om doorbuiging van het gereedschap en het daarmee gepaard gaande geratel te voorkomen. Dit is misschien een goed moment om trillingsdempende kottergereedschappen te onderzoeken, en als uw bewerkingsmachine zo is uitgerust, zorg er dan voor dat u de anti-chatterfuncties begrijpt en activeert.

Wilt u meer weten over metalen die bij hoge temperaturen worden gebruikt in de luchtvaartindustrie? Lees "4 ruimtevaartmaterialen die van de grond komen."

3. Wees agressief met voedingen en snelheden om de levensduur van het gereedschap te verlengen

Heeft u problemen met de standtijd? Je eerste instinct zou kunnen zijn om het voer wat rustiger aan te doen en de spil te vertragen. Slecht idee. Alle fabrikanten van snijgereedschap leveren aanbevolen oppervlaktesnelheden, snedediepten en voedingssnelheidsbereiken. Als er problemen optreden, is het vaak een goed idee om naar de bovenkant van die parameters te mikken en agressiever te maaien, niet minder. Dit hangt echter eerst af van de zojuist genoemde punten - een starre opstelling - en van het gebruik van het juiste snijgereedschap. Leer vooral faalwijzen te identificeren - inkepingen op de diepte van de snijlijn en de opgebouwde snijkant (BUE) komen vaak voor bij materialen op nikkelbasis, die beide leiden tot catastrofale gereedschapsstoringen als ze niet tijdig worden aangepakt.

4. Neem het juiste gereedschapspad

Goede programmeerstrategieën zijn van het grootste belang. Trochoïdale gereedschapsbanen zorgen voor consistente spaanbelasting en voorkomen schokken voor zowel het snijgereedschap als het werkstuk. Omdat legeringen op nikkelbasis taai zijn, moeten de overgangen ruim onder de radius van het freesgereedschap liggen en moeten de voedingssnelheden relatief hoog zijn. Omgekeerd moet de minimale snedediepte voor draaien niet minder zijn dan de straal van de beitelneus, en bij voorkeur meerdere keren zoveel als dat mogelijk is. Freestechnieken met hoge voeding, waarbij gebruik wordt gemaakt van knopvormige en vergelijkbare snijgereedschapgeometrieën, drijven krachten omhoog in de spil, waardoor doorbuiging wordt geminimaliseerd. Helling in en uit de snede is effectief op zowel CNC-draaibanken als bewerkingscentra. Blijf niet in hoeken wonen.

5. Vind de 'Goldilocks'-zone:documenteer uw parameters en snijomstandigheden

Het vinden van de goede plek voor het bewerken van legeringen met een hoog nikkelgehalte vereist wat vallen en opstaan. U kunt onverwachte storingen voorkomen door een voorspelbaar, getest proces te ontwikkelen, maar dit vereist op zijn beurt documenteren welke gereedschappen, kwaliteiten, coatings en snijparameters zijn uitgeprobeerd, en de resultaten voor elk. Neem babystapjes. Wees niet bang om verder te gaan dan de aanbevelingen van de fabrikant, maar zorg ervoor dat het proces stabiel is voordat u wegloopt van de machine. Als je het hebt, gebruik dan de functie voor het beheer van de standtijd van je gereedschapsmachine of gereedschapskist om te controleren hoe lang een gereedschap in de snede is geweest - zo niet, documenteer de levensduur van het gereedschap dan op de ouderwetse manier, met behulp van pen en papier. Als je 15 minuten uit een insert kunt halen, mag je jezelf gelukkig prijzen. Nikkelbewerking is geen tijd voor tribale kennis, geheimen van de tweede ploeg of ongecontroleerde procesveranderingen. Ga documenteren.

Wat voor soort problemen of problemen bent u tegengekomen bij het snijden van nikkel of zijn legeringen? Deel uw ervaring.