En ny process för bearbetning av värmebeständiga legeringsdelar har minskat verktygsslitaget med 15 %

När bearbetning av hårda legeringar känns som att skära genom eld

Jag minns fortfarande ljudet – det skarpa, gnisslande ljudet när ett hårdmetallinlägg möter Inconel 718 vid hög matningshastighet. Gnistan, lukten av upphettad kylmedel, och frustrationen när verktygen går sönder halvvägs genom cykeln.
Om du någonsin har bearbetat värmehärdiga legeringar som Inconel, Hastelloy eller titan, vet du att verktygsslitage är den osynliga fienden som äter upp både produktivitet och vinst.

Under de senaste sex månaderna har vårt team testat en ny hybridprocess kombinera adaptiv matningsstyrning och kylmedelsförsörjning under högt tryck , utformad särskilt för dessa svårbearbetade material. Resultatet? En verifierad 15 % minskning av verktygsslitaget , och upp till 11 % kortare cykeltid utan att kompromissa med ytans kvalitet.

Vad gör att värmebeständiga legeringar är så svåra att bearbeta?

Värmebeständiga legeringar (HRAs) behåller sin hållfasthet över 800 °C. Även om det är utmärkt för flyg- eller turbindelar, är det en mardröm för verktygslivslängden.
Typiska problem inkluderar:

• För hög skärtemperatur vilket leder till kantavbitning.

• Byggd upp kant p.g.a. dålig spåntransport.

• Hård karbiddiffusion under förlängd kontakt med hög värme.

Före vår nya process hållde verktygsinfästningar ofta inte längre än 40–50 minuters skärningstid innan de behövde bytas — en kostsam rutin i liten serieproduktion.

Den nya hybrida processen: Verkliga tester och data

Vi införde tre processförändringar under testfasen på en DMG Mori NLX 2500 svarvcenter användning Kennametal KC5010 infästningar och Inconel 718 stockar (Ø80 mm).

Huvudpunkt:
Den adaptiv matningsalgoritm justerar automatiskt matningshastigheten baserat på skärmotstånd. När verktyget möter tuffare ställen eller ökad temperatur minskas matningen tillfälligt, vilket förhindrar mikrochipping ochstabiliserar verktygsslitage.

Under tiden, högtryckskylmedelsstrålar vid 12 MPa förbättrar avfjädring av spån, vilket sänker kontakttemperaturen med ungefär 80°C , baserat på våra termoelementavläsningar i maskinen.

Varför detta är viktigt för inköp och produktionsplanering

För fabriksinköpare och produktionsingenjörer innebär denna förbättring direkt kostnadseffektivitet.

• 15 % längre verktygslivslängd betyder lägre förbrukning av växlingsplattor per batch.

• 11 % kortare cykeltider leder till snabbare produktion.

• Konsekvent ytfinish minskar behovet av reparation vid inspektion.

Om du bearbetar HRAs i luftfart , energi , eller medicinsk tillämpningar kan integrering av adaptiv matningsstyrning med högtryckskylning snabbt kompensera utrustningsuppgraderingens kostnader – vanligtvis inom mindre än tre månaders produktion .

Hur du implementerar denna process i din fabrik

Här är en enkel vägbeskrivning om du överväger att anta denna metod:

1. Uppgradera kylsystemet – Använd pumpar kapabla att hantera 10–15 MPa.

2. Installera övervakningsprogramvara för påmatning – Tillgängligt i de flesta moderna CNC-styrutrustningar.

3. Välj hårdmetallväxlar med beläggning – Välj TiAlN- eller AlTiN-beläggningar med hög värhårdhetsstabilitet.

4. Utför provsnitt – Börja vid 90 % av dina nuvarande snittparametrar och justera adaptivt.

5. Övervaka slitagehastigheten – Använd ett verktygsmikroskop för att mäta slitagebredden (VB) var 15:e minut under drift.

Tips: Många CNC-styrningar, som FANUC och Siemens, tillåter dynamisk matningsöverlagring kopplad till spindellast – vilket möjliggör semi-automatiserad adaptiv styrning utan stora programvaruinvesteringar.

Expertinsikt: Vart denna teknik är på väg

Nästa steg i bearbetningsoptimering är AI-baserad prediktiv slitageanalys , där sensorer spårar vibration, skärkraft och temperatur för att förutsäga verktygsbrott innan det inträffar.
Vi har redan börjat testa detta i vår produktionslinje – tidiga resultat visar ytterligare en 5–8 % högre verktygsutnyttjande .

För inköpsansvariga som bedömer leverantörer kommer fabriker som integrerar adaptiv matning och kylmedeloptimering att ha tydliga fördelar vad gäller cykeltid, ytkvalitet och kostnad per del – särskilt inom högvärderade komponenter i flyg- och rymdindustrin samt medicinska legeringar.