Твердосплавные инструменты: твердые, как скала

May 16, 2023

Машинисты-пенсионеры, читающие это, возможно, вспоминают заточенные вручную куски твердосплавного сплава Carboloy 883, валяющиеся пыльными и грязными на задних стенках своих ящиков для инструментов. По сравнению с инструментами из быстрорежущей стали, которые бывшие операторы Cincinnati Milacron и Davenport освоили, широкое распространение карбида вольфрама в те времена означало более высокие подачи и скорости, более длительный срок службы инструмента, более высокое качество деталей и большую стопку деталей. на скамейке в конце каждой смены.

Времена изменились, как и карбид, более известный как карбид вольфрама или иногда цементированный карбид. Мы не будем здесь исследовать его долгую историю, скажем лишь, что приближается 100-летний юбилей этого самого важного из всех материалов режущего инструмента, и, как и в случае со всеми долгожителями, нам надлежит оценить, не пора ли выпустить этого ветерана механического цеха на пастбище. .

Наоборот, говорят многие производители режущего инструмента; Каждый из поставщиков, опрошенных для этой статьи, полностью согласен с тем, что карбид ждет долгая и продуктивная жизнь.

«Использование цельных твердосплавных сплавов растет, причем стремительно», — сказал Томас Раун, главный технический директор компании Iscar USA, Арлингтон, Техас. «Конечно, сменные и сменные системы занимают большую часть пирога, но все еще существует огромное количество применений, в которых вы не можете заменить твердосплавную концевую фрезу или сверло».

Технологии подложек и покрытий продолжают развиваться, создавая все более совершенные инструменты, которые значительно повысят эффективность и прибыльность обрабатывающей промышленности. Так говорит Саранг Гаруд, менеджер по продукции компании Walter USA LLC, Уокеша, Висконсин: «При этом мы ожидаем увидеть больше алюминия, используемого в автомобильной и других отраслях, поэтому поликристаллические алмазы (PCD) также будут расти довольно немного. хотя карбид останется номером один».

А Стив Линд, вице-президент по производству твердосплавных инструментов в Северной и Южной Америке компании Sandvik Coromant, Мебан, Северная Каролина, заявил, что его компания ожидает продолжения роста рынка цельных твердосплавных инструментов в обозримом будущем. «Я связываю это во многом с возросшими конструкторскими возможностями производителей режущего инструмента, а также с более совершенным шлифовальным оборудованием. Результатом является широкий выбор продукции, которая позволяет отрасли в полной мере воспользоваться преимуществами современных сложных технологий обработки».

Это лишь пример общего энтузиазма по поводу цельнотвердосплавных режущих инструментов и повышения производительности, которое они обеспечивают. Несмотря на конкуренцию, эксперты Kennametal, Ingersoll Cutting Tools, Horn USA, Ceratizit и Scientific Cutting Tools согласились, что использование твердых сплавов будет продолжать процветать в течение следующего десятилетия и далее.

Но, как упомянул Гаруд из Walter, а как насчет современных режущих инструментов из PCD и кубического нитрида бора (CBN)? И что же случилось со всей этой шумихой вокруг цельнокерамических концевых фрез, с глянцевыми журнальными фотографиями, на которых видно, как пламя вырывается из заготовок из инконеля, что, казалось, предвещало верную гибель твердосплавным сплавам, по крайней мере, когда дело касалось фрезерования суперсплавов? Неужели карбид не сможет конкурировать с этими сверхтвердыми и устойчивыми к истиранию материалами для режущих инструментов?

«Твердая керамика может использоваться вместо твердого сплава в некоторых операциях, особенно при черновой обработке», — сказал Дэнни Дэвис, старший инженер компании Kennametal Inc., расположенной в Питтсбурге. «Однако твердый сплав обычно по-прежнему необходим в сочетании с керамикой для изготовления многих деталей. . Кроме того, керамика требует очень высоких скоростей обработки поверхности для правильной пластификации материала и обеспечения правильной работы инструментов. Не каждый обрабатывающий центр имеет необходимые обороты шпинделя и необходимую жесткость. Это уравнение изменится, поскольку мы и другие поставщики внедряем керамические концевые фрезы большего диаметра и разрабатываем керамику, способную выдерживать менее строгие рабочие параметры. Но даже в этом случае это не всегда идеальное решение».

Ceratizit USA Inc., Уоррен, штат Мичиган, — еще один производитель режущего инструмента, работающий в сфере фрезерования керамики. И хотя д-р Уве Шляйнкофер, руководитель отдела исследований и разработок группы Ceratizit, согласен с тем, что разработка керамики продолжается, он не считает, что в ближайшее время она бросит вызов твердосплавным режущим инструментам. «Керамика действительно имеет место и часто является лучшим решением в сухих условиях и при повышенных скоростях шпинделя, но ее использование в будущем будет продолжать использоваться в этих нишевых приложениях».