Metaal bewerken:6 tips voor het boren van roestvrij staal

Elke machinist zou moeten weten hoe hij met verschillende materialen moet werken, maar er is altijd ruimte voor verbetering. Hier zijn enkele tips en richtlijnen voor het boren van een van de meer uitdagende metaalgroepen, roestvrij staal, dat veel wordt gebruikt in medische, ruimtevaart- en algemene technische toepassingen.

Vanwege de variaties in de bewerkbaarheid van de ene legering tot de andere, kan het een uitdaging zijn om de optimale voedingen en snelheden te bepalen tijdens het maken van gaten. Dit geldt voor elke materiaalgroep, maar nog meer voor roestvast staal. Er is namelijk een wereld van verschil tussen het boren van gaten in 303 en 304 roestvrij staal, vooral wanneer additieven zoals selenium (303SE) of koper (304Cu) in de vergelijking komen, waardoor beide roestvrij staallegeringen veel gemakkelijker te snijden zijn.

Soortgelijke voorbeelden bestaan ​​elders binnen de roestvrijstalen familie. 416 roestvrij staal is bijvoorbeeld veel beter bewerkbaar dan 440C, vooral wanneer de laatste zich in geharde staat bevindt (zoals het boren van gaten in rotsen). En hoewel de precipitatiehardende (PH) legeringen zoals 13-8 PH en 15-5 PH onder dezelfde paraplu vallen als andere roestvaste staalsoorten, hebben ze een bewerkbaarheidsscore die vergelijkbaar is met sommige superlegeringen.

Metallurgen zullen uitleggen dat dergelijke verschillen te wijten zijn aan de verschillende korrelstructuren en chemische samenstellingen binnen deze brede materiaalfamilie. Ze wijzen op het chroom- en nikkelgehalte - twee belangrijke determinanten van bewerkbaarheid - en praten over de vier klassen van roestvrij staal, namelijk austenitisch, ferritisch, martensitisch en duplex, die allemaal verschillende fysieke eigenschappen en bewerkingskenmerken hebben.

En hoewel dit vanuit technisch oogpunt allemaal interessant kan zijn, weegt het weinig op voor iemand die de fundamentele vraag stelt:wat is de beste boor voor dit roestvrijstalen onderdeel waar ik aan werk, en hoe snel moet ik het laten draaien?

Steve George heeft enkele suggesties. De senior manager van Global Product Engineering bij Kennametal zegt dat productief boren van gaten begint met het juiste gereedschap.

Tip nr. 1:Ga voor volhardmetalen boren

"Roestvrij staal genereert veel warmte, en volhardmetalen boren zijn niet alleen hittebestendiger dan snelstaal [HSS] en kobalt, maar zijn ook harder en sterker", zegt George.

"Dat, en ze zijn meestal uitgerust met koelvloeistof via het gereedschap", vervolgt hij. “Hierdoor kun je ze sneller en agressiever pushen, wat leidt tot een efficiënter proces en uiteindelijk hogere winst per onderdeel. De instellingsparameters moeten dit echter ondersteunen. Winkels die minder dan rigide werkstukopspanningen gebruiken, versleten of slecht onderhouden gereedschapshouders en oudere, langzamere werktuigmachines zijn wellicht beter af met HSS.”

Tip nr. 2:harder duwen

Keith Hoover, regionaal productmanager bij Kennametal, voegt eraan toe dat de legeringselementen in roestvrij staal het veel vatbaarder maken voor werkharden.

"Roestvrij staal heeft een relatief hoge treksterkte en vloeigrens, dus als je een bepaalde voeding per omwenteling niet bereikt, heb je niet de penetratiegraad die nodig is om een ​​goede spanen te genereren", zegt Hoover. “Zelfs met een goede koelvloeistofstroom kun je onbedoeld een door het werk gehard oppervlak creëren en het moeilijk hebben om er doorheen te komen. Daarom raad ik, afhankelijk van het type roestvast staal, over het algemeen aan om aan de onderkant van het aanbevolen snijsnelheidsbereik te beginnen en een vrij agressieve voedingssnelheid te gebruiken.”

Tip nr. 3:wees specifiek

Brandon Hull is het volledig eens over koelvloeistof door de tool. De vice-president van productbeheer en bedrijfsontwikkeling bij Guhring Inc. merkt op dat roestvrij staal doorgaans kleverig en plakkerig is. Dit kan leiden tot een snijkantsopbouw op de boor die uiteindelijk zal afbreken, waarbij meestal een deel van het hardmetaal wordt meegenomen. Afgezien van het gebruik van voldoende koelmiddeltoevoer, bij voorkeur onder hoge druk, is de keuze van een boor die is ontworpen voor het specifieke werkstukmateriaal van cruciaal belang.

"Normaal gesproken ben je op zoek naar een scherper snijvlak en een relatief lichte slijping", zegt hij. "Samen met het juiste spaangroefprofiel en puntgeometrie en een coating die warmte vermindert en spaanafvoer bevordert, zijn hardmetalen boren een must voor toepassingen met een groter volume."

In deze aflevering van MSC's Tooling Up-videoserie bespreken metaalbewerkings- en productie-experts de gezondheid van de Amerikaanse productie:

Tip nr. 4:Greep rechts

Hull waadt zich in het jarenlange debat over hydraulisch versus mechanisch versus krimpend gereedschapshouders door te stellen dat al deze perfect acceptabel zijn om aan een hardmetalen boor te hangen, op voorwaarde dat de houder van hoge kwaliteit is en goed wordt onderhouden. Hij suggereert ook dat er niets mis is met een goede ER-spantang.

"Meestal raad ik hydraulische houders aan, maar ER is prima voor boren met een kleinere diameter, zeg maar iets van drie-achtste van een inch en kleiner", zegt hij. “Ik weet echter dat mensen de neiging hebben om ze te strak aan te spannen, en dat zorgt voor concentriciteitsproblemen. Gebruik altijd een momentsleutel en volg altijd de aanbevelingen van de fabrikant, omdat deze van fabrikant tot fabrikant verschillen.”

Tip nr. 5:controleer de chips

De regionale applicatie-ingenieur van OSG Tool, Daniel Dominski, biedt op alle fronten gelijkaardig advies. Hij wijst ook op iets dat van toepassing is op de meeste roestvrij staalsoorten:de spanen zijn lang, vezelig en gevaarlijk, en als u ze niet onder controle krijgt, krijgt u te maken met onnodige uitvaltijd als gevolg van vastgelopen werkruimten en kapotte machines of persoonlijk letsel door snijwonden .

"Dat is een van de grootste problemen met roestvrij staal, en dat komt meestal omdat de winkel een universele boormachine gebruikt", zegt Dominski. “Ze worden dan gedwongen te pikken, maar dit leidt tot verharding van het werk en een slechte standtijd. Als ze echter een boor gebruiken die speciaal voor roestvrij is gemaakt, hebben ze een veel betere kans om die chips mooi en strak opgerold te krijgen. Natuurlijk, voor de echt gomachtige materialen, zoals 304L, moeten ze misschien ook hun snijsnelheid verlagen of de voedingssnelheid verhogen. Hoe dan ook, niemand zou genoegen moeten nemen met vogelnesten.”

Tip nr. 6:reken uit

Het probleem, zoals veel eigenaren van machinefaciliteiten en inkoopmedewerkers zullen bevestigen, zijn de hogere kosten van carbide. Dit standpunt komt vooral voor in werkplaatsen voor de productie van banen en andere fabrikanten met een hoge mix en een laag volume. Nogmaals, HSS is hier misschien het juiste ticket, maar Dominski en zijn collega's zijn het erover eens dat carbide bijna altijd lagere kosten per onderdeel oplevert.

"Zoveel mensen zitten nog steeds vast aan de initiële kosten en zien het voordeel niet van het extra geld uitgeven aan hardmetaal", zegt hij. “Maar ik kan meerdere voorbeelden geven van winkels die de tool voor één klus betalen. Zo hebben we onlangs gewerkt met een werkplaats die gaten van 4,42 millimeter boort in 304 roestvrij staal, dat ging van 425 gaten per gereedschap naar 4.000 met hardmetaal, terwijl een andere klant die titanium boort de standtijd van het gereedschap meer dan acht keer verlengde.”

Die voorbeelden zijn vrij typisch, voegt hij eraan toe, en geen van beide vermeldt de grotere productiviteit van carbide, wat significant is. Toegegeven, het is niet voor elke toepassing, maar op roestvrij staal en andere taaie materialen zijn volhardmetalen boren een no-brainer.

Welke tips kun je delen voor het boren van roestvrij staal, een van de meer uitdagende metaalgroepen? Plaats uw mening en inzichten in de onderstaande opmerkingen.

BOREN IN ROESTVRIJ STAAL:WELKE VAN DEZE 6 TIPS IS HET NUTTIGSTE?

Wat is de beste manier om roestvrij staal te boren, een van de meer uitdagende metaalgroepen?

Er zijn een aantal belangrijke overwegingen, van het gebruik van volhardmetalen boren tot goed spaanbeheer.

Welke van de volgende tips heb je geïmplementeerd? Doe mee aan onze poll om uw inzichten te delen en te ontdekken wat anderen doen.

Welke van deze tips is toegepast bij het boren van roestvrij staal?