Компания поделилась результатами подробного исследования, проведенного ею, в котором сравнивались цельные прутки из сплава Inconel 625 с новыми полыми прутками из сплава Sanicro 60.
Конкурентный сплав Inconel 625 (номер UNS N06625) — это никелевый суперсплав (жаростойкий суперсплав), который используется в морской, атомной и других отраслях промышленности с момента его первоначальной разработки в 1960-х годах благодаря своим высоким прочностным характеристикам и устойчивости к высоким температурам. Он обладает повышенной защитой от коррозии и окисления.
Новый Challenger — это вариант полого стержня сплава Sanicro 60 (также известного как Alloy 625). Новый полый сердечник Sandvik разработан для обеспечения лучших характеристик в тех областях, где используется Inconel 625, изготовленный из высокопрочного никель-хромового сплава, способного выдерживать чрезвычайно высокие температуры в средах, содержащих хлор. Он устойчив к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением, имеет эквивалентную стойкость к питтинговой коррозии (PRE) более 48.
Целью исследования была всесторонняя оценка и сравнение обрабатываемости стали Sanicro 60 (диаметр = 72 мм) и Inconel 625 (диаметр = 77 мм). Критериями оценки являлись срок службы инструмента, качество поверхности и контроль стружки. Что окажется предпочтительнее: новая рецептура полого прутка или традиционный цельный пруток?
Программа испытаний на заводе Sandvik Coromant в Милане, Италия, состоит из трех частей: токарная обработка, сверление и нарезание резьбы.
Горизонтально-обрабатывающий центр MCM (HMC) используется для испытаний сверления и нарезания резьбы. Токарные операции будут выполняться на станке Mazak Integrex Mach 2 с использованием держателей Capto с внутренним охлаждением.
Срок службы инструмента оценивали путем измерения износа инструмента при скоростях резания от 60 до 125 м/мин с использованием сплава S05F, подходящего для получистовой и черновой обработки. Для оценки эффективности каждого теста измеряли удаление материала на каждой скорости резания по трем основным критериям:
В качестве еще одного показателя обрабатываемости оценивается и контролируется образование стружки. Испытатели оценивали образование стружки при использовании пластин различной геометрии (Mazak Integrex 2 с держателем PCLNL и токарной пластиной CNMG120412SM S05F) при скорости резания 65 м/мин.
Качество поверхности оценивается по строгим критериям: шероховатость поверхности заготовки не должна превышать Ra = 3,2 мкм, Rz = 20 мкм. Также она должна быть свободна от вибрации, износа или наростов на режущей кромке (BUE – нарост материала на режущем инструменте).
Испытания на сверление проводились путем вырезания нескольких дисков из того же 60-миллиметрового стержня, который использовался для экспериментов по токарной обработке. Отверстие сверлили параллельно оси стержня в течение 5 минут, и периодически регистрировали износ задней поверхности инструмента.
Испытание на нарезание резьбы позволяет оценить пригодность полого сплава Sanicro 60 и цельного сплава Inconel 625 для этого важного процесса. Все отверстия, созданные в предыдущих экспериментах по сверлению, были использованы и нарезаны резьбонарезным метчиком Coromant M6x1. Шесть таких отверстий были загружены в горизонтальный обрабатывающий центр MCM для экспериментов с различными вариантами нарезания резьбы и обеспечения их жесткости на протяжении всего цикла нарезания резьбы. После нарезания резьбы диаметр полученного отверстия измеряется штангенциркулем.
Результаты испытаний были однозначными: полые прутки Sanicro 60 превзошли цельные прутки Inconel 625 по продолжительности срока службы и качеству поверхности. Они также показали себя наравне с цельными прутками в таких испытаниях, как формовка стружки, сверление, нарезание резьбы и нарезание резьбы.
Срок службы полых стержней при высоких скоростях значительно дольше, чем у сплошных стержней, и более чем в три раза дольше, чем у сплошных стержней при скорости резания 140 м/мин. При этой высокой скорости сплошной стержень прослужил всего 5 минут, в то время как срок службы полого стержня составил 16 минут.
Срок службы инструмента Sanicro 60 оставался более стабильным при увеличении скорости резания, и при увеличении скорости с 70 раз до 140 м/мин срок службы инструмента сократился всего на 39%. Это на 86% меньше, чем у Inconel 625 при том же изменении скорости.
Поверхность заготовки полого стержня Sanicro 60 значительно гладче, чем поверхность заготовки из цельного сплава Inconel 625. Это подтверждается как объективными данными (шероховатость поверхности не превышает Ra = 3,2 мкм, Rz = 20 мкм), так и визуальными признаками — наличием следов вибрации или повреждений поверхности, вызванных образованием стружки.
Полый хвостовик Sanicro 60 показал такие же результаты в испытании на нарезание резьбы, как и более старый цельный хвостовик из сплава Inconel 625, а также продемонстрировал схожие показатели износа боковой поверхности и относительно низкого образования стружки после сверления.
Результаты исследования убедительно подтверждают, что полые стержни являются улучшенной альтернативой цельным. Срок службы инструмента в три раза дольше, чем у конкурентов, при высоких скоростях резки. Sanicro 60 не только служит дольше, но и более эффективен, работая с большей нагрузкой и быстрее, сохраняя при этом надежность.
В условиях конкурентного глобального рынка, который заставляет операторов станков рассматривать свои инвестиции в материалы в долгосрочной перспективе, способность Sanicro 60 снижать износ обрабатывающих инструментов становится крайне важной для тех, кто стремится увеличить прибыль и установить более конкурентоспособные цены на продукцию. Это имеет большое значение.
Использование полого сердечника позволит не только продлить срок службы станка и сократить количество переналадок, но и исключить весь процесс механической обработки, устранив необходимость в центральном отверстии, что потенциально сэкономит много времени и денег.