Rostvrij staal boren onder de knie krijgen: 6 bewezen technieken voor bewerkers

Elke bewerker zou moeten weten hoe met verschillende materialen om te gaan, maar er is altijd ruimte voor verbetering. Hier zijn enkele tips en richtlijnen voor het boren van een van de uitdagendere metalen groepen, roestvrij staal, breed gebruikt in medische, luchtvaart- en algemene engineering toepassingen.

Vanwege bewerkbaarheidsvariaties van de ene legering tot de andere, kan het uitdagend zijn om de optimale voedingen en snelheden tijdens gaatafwerkingsoperaties te bepalen. Dit is waar voor elke materiaalgroep, maar nog meer voor roestvrije stalen. Dat is omdat er een wereld van verschil zit tussen gaten boren in 303 en 304 roestvrij, vooral wanneer additieven zoals selenium (303SE) of koper (304Cu) in de vergelijking komen, wat beide roestvrij staal legeringen veel makkelijker te snijden maakt.

Vergelijkbare voorbeelden bestaan elders binnen de roestvrij staal familie. Bijvoorbeeld, 416 roestvrij is veel meer bewerkbaar dan 440C, met name wanneer de laatste in de geverharde toestand is (zoals gaten boren in rotsen). En hoewel de neerslagverhardings (PH) legeringen zoals 13-8 PH en 15-5 PH onder dezelfde paraplu vallen als andere roestvrije stalen, beschikken ze over bewerkbaarheidsratings vergelijkbaar met sommige superlegeringen.

Metallurgen zullen uitleggen dat dergelijke verschillen voortkomen uit de diverse korrelstructuren en chemische samenstellingen binnen deze brede materialenfamilie. Ze wijzen op chroom- en nikkelgehalten – twee cruciale bepalingen van bewerkbaarheid – en praten over de vier klassen van roestvrij staal, namelijk austenitisch, ferrietisch, martensitisch en duplex, die allemaal distincte fysieke eigenschappen en bewerkingskenmerken dragen.

En hoewel dit allemaal interessant kan zijn van een technisch perspectief, draagt het weinig gewicht bij iemand die de basale vraag stelt: Wat is de beste boor voor dit roestvrij staal onderdeel waar ik aan werk, en hoe snel moet ik het draaien?

Steve George heeft enkele suggesties. De senior manager van globale product engineering bij Kennametal zegt dat productief gatboren begint met het juiste gereedschap.

Tip Nr. 1: Ga voor Massief Hardmetaal Boortjes

"Roestvrije stalen genereren veel hitte, en massieve hardmetaal boortjes zijn niet alleen meer hittebestendig dan high-speed staal [HSS] en kobalt, maar zijn ook harder en sterker," zegt George.

"Daarbij, en ze zijn doorgaans uitgerust met koelvloeistof door het gereedschap," gaat hij verder. "Daarom kunt u ze sneller en agressiever duwen, leidend tot een efficiënter proces en uiteindelijk, hogere winst per onderdeel. Echter, de opstellingsparameters moeten het ondersteunen. Shops die minder dan rigide spanning, versleten of onjuist onderhouden toolhouders, en oudere, langzamere werktuigmachines gebruiken, zijn misschien beter af met HSS."

Tip Nr. 2: Duw Harder

Keith Hoover, regionale productmanager bij Kennametal, voegt toe dat de legeringselementen in roestvrij staal het veel gevoeliger maken voor werkverharding.

"Roestvrije stalen beschikken over relatief hoge trek- en strekkracht, dus als u een bepaalde voeding per omwenteling niet haalt, heeft u niet de penetratiesnelheid nodig om een correcte spaan te genereren," zegt Hoover. "Zelfs met goede koelvloeistofstroom, kunt u ongewild een werkverhard oppervlak creëren en een harde tijd hebben door te drukken. Daarom, afhankelijk van het type roestvrij staal, stel ik doorgaans voor om aan het lagere einde van het aanbevolen snijsnelheidsbereik te beginnen en een tamelijk agressieve voedsnelheid te gebruiken."

Tip Nr. 3: Wees Specifiek

Brandon Hull is het volledig eens over door-het-gereedschap koelvloeistof. De vice president van productmanagement en business development bij Guhring Inc. merkt op dat roestvrije stalen doorgaans kleverig en plakkerig zijn. Dit kan leiden tot een opgebouwde rand op de boor die uiteindelijk afbreekt, meestal mee nemend een deel van het hardmetaal. Naast het gebruik van een adequate koelvloeistofvoorziening – bij voorkeur onder hoge druk – is de selectie van een boor ontworpen voor het specifieke werkstukmateriaal cruciaal.

"Typisch kijkt u naar een scherpere snijrand en een relatief lichte afronding," zegt hij. "Samen met het juiste fluitprofiel en puntgeometrie en een coating die hitte vermindert en spaanuitstorting bevordert, zijn hardmetaal boortjes een must voor hogere-volume applicaties."

In deze aflevering van MSC's Tooling Up video serie, bespreken metaalbewerkings- en productie-experts de gezondheid van VS productie:

Tip Nr. 4: Grijp Goed

Hul doopt in de jarenlange hydraulische versus mechanische versus shrink-fit toolhouder discussie door te stellen dat al deze perfect acceptabel zijn om vast te houden aan een hardmetaal boor, mits de houder van hoge kwaliteit is en goed onderhouden. Hij stelt ook voor dat er niets mis is met een goede ER-klem.

"Ik adviseer doorgaans hydraulische houders, maar ER is prima voor kleinere-diameter boortjes – zeg, alles drie-achtste van een inch en kleiner," zegt hij. "Echter, ik weet dat mensen de neiging hebben ze te vast aan te trekken, en dat creëert concentriciteitsissues. Gebruik altijd een dynamometrische sleutel, en volg altijd de aanbevelingen van de fabrikant, want ze variëren van fabrikant tot fabrikant."

Tip Nr. 5: Controleer De Spanen

OSG Tool regionale applicatie-ingenieur Daniel Dominski biedt vergelijkbaar advies op alle fronten. Hij wijst ook op iets wat van toepassing is op de meeste roestvrije stalen: De spannen zijn lang, draadachtig en gevaarlijk, en als u ze niet onder controle krijgt, zult u onnodige downtime ondervinden door verstoppede werkruimtes en gebroken machines of persoonlijk letsel door sneden.

"Dat is een van de grootste worstelingen met roestvrij, en het is meestal omdat de shop een algemeen-doel boor gebruikt," zegt Dominski. "Ze worden dan gedwongen te pikken, maar dit leidt tot werkverharding en slechte gereedschapslevensduur. Als ze een boor gebruiken die specifiek voor roestvrij gemaakt is, hebben ze een veel betere kans om die spanen mooi en strak op te rollen. Natuurlijk, voor de echt plakkerige materialen, zoals 304L, moeten ze misschien ook hun snijsnelheden verlagen of de voedsnelheid verhogen. Op welke manier dan ook, niemand zou tevreden moeten zijn met vogelnesten."

Tip Nr. 6: Doe De Wiskunde

Het probleem, zoals veel machinefaciliteitseigenaren en inkoopmensen zullen getuigen, is hardmetaals hogere kosten. Dit standpunt is vooral heersend in job productie werkplekken en andere high-mix, low-volume fabrikanten. Opnieuw, HSS zou misschien net het ticket hier zijn, maar Dominski en zijn collega's zijn het ermee eens dat hardmetaal bijna altijd een lagere kosten per onderdeel produceert.

"Zoveel mensen zitten nog vast op de upfront kosten en zien niet het voordeel van het extra geld uitgeven voor hardmetaal," zegt hij. "Maar ik kan meerdere voorbeelden van shops bieden die de tool op een enkele job betaalden. Bijvoorbeeld, we werkten recent met een shop die 4,42-millimeter gaten boorde in 304 roestvrij staal die ging van 425 gaten per gereedschap naar 4.000 met hardmetaal, terwijl een andere klant die titaan boorde de gereedschapslevensduur meer dan acht keer verhief."

Die voorbeelden zijn tamelijk typisch, voegt hij toe, en geen van beide noemt hardmetaals grotere productiviteit, wat significant is. Toegegeven, het is niet voor elke applicatie, maar op roestvrij staal en andere zware materialen, zijn massieve hardmetaal boortjes een no-brainer.

Welke tips kunt u delen voor het boren van roestvrij staal, een van de uitdagendere metalen groepen? Post uw gedachten en inzichten in de reacties hieronder.

ROESTVRIJ STAAL BOREN: WELKE VAN DEZE 6 TIPS IS HET MEEST NUTTIG?

Wat is de beste manier om roestvrij staal te boren, een van de uitdagendere metalen groepen?

Er zijn een handvol belangrijke overwegingen, van het gebruik van massieve hardmetaal boortjes tot goed spaanmanagement.

Welke van de volgende tips heeft u geïmplementeerd? Doe onze poll om uw inzichten te delen en te ontdekken wat anderen doen.

Welke van deze tips geïmplementeerd bij het boren van roestvrij staal?