Inżynieria powierzchni zwiększa wydajność obróbki

Fot. Pixabay CC0

Okazuje się, że nikiel jest materiałem, który może zrewolucjonizować produkcję. Stopy na jego bazie oferują bowiem wiele korzyści dzięki wysokiej wytrzymałości w podwyższonych temperaturach, a także odporności chemicznej i na zużycie.

Problem w całym tym przedsięwzięciu polega jednak na tym, że stopy na bazie niklu są bardzo trudne do obróbki, zwłaszcza, gdy chodzi o frezowanie. Wynika to z faktu, że jest to materiał bardzo twardy, co wymusza niskie prędkości skrawania. Co więcej, trwałość narzędzia jest zazwyczaj krótka, zatem cały proces jest kosztowny.

Inżynieria powierzchni może jednak odegrać znaczącą rolę w przezwyciężeniu tego problemu. Liczne prace badawcze mają na celu opracowanie narzędzi i technologii, które poprawią wydajność obróbki trudnych materiałów, takich jak stopy na bazie niklu właśnie.

W badaniach przeprowadzonych przez F. Barthelmä celem było opracowanie nowatorskich metod przygotowania, powlekania i wykończenia w celu zmniejszenia zużycia narzędzia i zwiększenia szybkości cięcia.
Opracowano serię powłok do testowania narzędzi skrawających pod różnymi parametrami; przede wszystkim pod kątem czterech: materiał narzędzia, geometria, siły i temperatura.

Badacze odkryli, że termiczna i mechaniczna stabilność powłok jest bardzo ważna dla poprawy obróbki stopów na bazie niklu. Stwierdzono, że powłoki AlTiCrN (glin, tytan, chrom, nikiel) powodują mniejsze zużycie w porównaniu z narzędziami niepowlekanymi. Co więcej, wielowarstwowe struktury oparte na tym systemie z warstwą nanokompozytową okazały się bardzo odporne na obciążenia mechaniczne i termiczne podczas frezowania. Wzrost trwałości był zwłaszcza widoczny przy dużych szybkościach cięcia i wyniósł on 40%.

(KB)