En ny prosess for bearbeidning av varmebestandige legeringsdeler har redusert verktøyslitasje med 15 %

Når bearbeiding av harde legeringer føles som å skjære gjennom ild

Jeg husker fremdeles lyden – den skarpe, gnagende lyden når et karbidinnsett møter Inconel 718 ved høye tilførselsrater. Gnistene, lukten av oppvarmet kjølevæske og frustrasjonen når verktøy svikter halvveis gjennom syklusen.
Hvis du noensinne har bearbeidet varmebestandige legeringer som Inconel, Hastelloy eller titan, vet du at verktøyslitasje er den usynlige fienden som spiser opp både produktivitet og fortjeneste.

De siste seks månedene har vårt team testet en ny hybridprosess kombinerende adaptiv tilførselskontroll og kraftig kjølevæsketilførsel , utviklet spesielt for disse vanskeligbearbeidelige materialene. Resultatet? En bekreftet 15 % reduksjon i verktøyslitasje , og opptil 11 % kortere syklustid uten å kompromittere overflatekvaliteten.

Hva gjør varmebestandige legeringer så vanskelige å bearbeide?

Varmebestandige legeringer (HRAs) beholder sin styrke over 800 °C. Selv om det er bra for deler til luftfart eller turbiner, er det et mareritt for verktøyliv.
Typiske problemer inkluderer:

• Overmåte høy snytte temperatur som fører til kantspalling.

• Bygget opp kant pga. dårlig spåntransport.

• Hard karbiddiffusjon under lengre tids varmepåvirkning.

Før vår nye prosess varte verktøyskærere ofte ikke mer enn 40–50 minutters skjæretid før de måtte byttes ut – en kostbar rutine i småseriet produksjon.

Den nye hybridprosessen: Reell testing og data

Vi innførte tre prosessendringer under testfasen på en DMG Mori NLX 2500 senterdreiemaskin bruk Kennametal KC5010 innsatsplater og Inconel 718 stenger (Ø80 mm).

Hovedpoeng:
Den adaptiv tilførselsalgoritme justerer automatisk tilførselshastigheten basert på skjæremotstand. Når verktøyet møter vanskeligere områder eller økt temperatur, reduseres tilførselen øyeblikkelig, noe som forhindrer mikroavspalling og stabiliserer slitasjeprosessen.

I mellomtiden, høytrykkskjølevæskestråler ved 12 MPa forbedrer spåntransporten og senker kontakttemperaturen med omtrent 80°C , basert på våre målinger med termoelement inne i maskinen.

Hvorfor dette er viktig for innkjøp og produksjonsplanlegging

For fabrikkskjøpere og produksjonsingeniører betyr denne forbedringen direkte kostnadseffektivitet.

• 15 % lengre verktøyliv betyr lavere innsettingsforbruk per parti.

• 11 % kortere syklustider gir raskere produksjonsgjennomstrømning.

• Konsekvent overflatekvalitet reduserer inspeksjonsarbeid og omkjøring.

Hvis du bearbeider HRAs i luftfart , energi , eller medisinsk applikasjoner, kan integrering av adaptiv tilbakemeldingsstyring med høytrykkskjøling raskt dekke kostnadene for utstyrsoppgradering — vanligvis innen under tre måneder med produksjon .

Hvordan implementere denne prosessen i din fabrikk

Her er en enkel veiledning hvis du vurderer å ta i bruk denne metoden:

1. Oppgrader kjølevannssystem – Bruk pumper som tåler 10–15 MPa.

2. Installer programvare for tilførselsovervåkning – Tilgjengelig i de fleste moderne CNC-styringer.

3. Velg belagte sementerte innsettskapper – Velg TiAlN- eller AlTiN-belägg med høy varmhårdhetsstabilitet.

4. Utfør prøveskjæring – Start med 90 % av nåværende skjæreparametre og juster adaptivt.

5. Overvåk slitasjerate – Bruk mikroskop for verktøy til å måle slitasjebredde (VB) hvert 15. minutt i drift.

Tips: Mange CNC-styringer, som FANUC og Siemens, tillater dynamisk tilbakemelding basert på spindellast – noe som muliggjør semi-automatisert adaptiv kontroll uten store programvareinvesteringer.

Ekspertanalyse: Hvor denne teknologien er på vei

Neste skritt i optimalisering av bearbeiding er AI-basert prediktiv slitasjeanalyse , der sensorer overvåker vibrasjon, kraft under saging og temperatur for å forutsi innsettingsfeil før de inntreffer.
Vi har allerede begynt med testing av dette i vår produksjonslinje – tidlig datamateriale viser ytterligere 5–8 % økning i verktøyutnyttelse .

For innkjøpsteam som vurderer leverandører, vil fabrikker som integrerer adaptiv tilbakemelding og optimalisering av kjøling ha klare fordeler når det gjelder syklustid, overflateintegritet og kostnad per del – spesielt i høytverdige komponenter i luftfart og medisinsk legeringer.