La tornitura super hards e l'uso di utensili da taglio in nitruro cubico di boro policristallino (PCBN) per la lavorazione di materiali ferrosi induriti come le ghise sono estremamente richiesti in una serie di industrie manifatturiere chiave. Ogni anno, nei veicoli a motore, nelle apparecchiature pesanti e in altri settori sono richieste centinaia di milioni di dischi freno, freni a tamburo, volani e mozzi di ruote e, benché gli utensili superduri portino con sé la promessa di poter tornire parti così difficili da lavorare, tale promessa è entrata in stallo a causa della tendenza di questi utensili costosi a rompersi sotto le forze estreme richieste. Kennametal, con decenni di esperienza nella scienza dei materiali avanzati e nella progettazione di utensili, annuncia il Beyond Shield™ come la soluzione (rispondente ai problemi moderni nella lavorazione della ghisa) a questa situazione.
"Per i clienti che lavorano dischi freno e tamburi freno in ghisa grigia, gli inserti in PcBN Beyond Shield™ e il relativo sistema di serraggio offrono una riduzione dei costi degli utensili fino al 20% e una durata dell'utensile fino al 30% maggiore rispetto ai sistemi convenzionali", afferma il Dr.-Ing. Raouf Ben Amor, product manager globale senior. "Il Beyond Shield™ offre un robusto sistema di serraggio che permette agli inserti PcBN IC più piccoli di ottenere nelle stesse applicazioni prestazioni buone come quelle degli inserti IC più grossi, con un risultato eccellente in termini di usura e robustezza nelle nostre proprietà dei materiali provate in test sul campo".
Rispondere alla sfida del serraggio
La lavorazione ad elevate prestazioni della ghisa porta a carichi meccanici e termici estremamente elevati. I bloccaggi a staffa convenzionali cercano di trattenere l'inserto di taglio in posizione con un punto di contatto diretto, che sotto un'elevata pressione può rompere sia il bloccaggio che l'inserto. Il Beyond Shield ha risposto al problema del serraggio con un design del bloccaggio a tre punti che applica forze di serraggio verso la parte frontale dell'inserto, più vicino al tagliente, riducendo significativamente le vibrazioni che possono portare a fessurazioni e rottura. Inoltre, quello della lavorazione della ghisa è un ambiente molto aggressivo, dove anche il bombardamento costante di trucioli riduce la vita del bloccaggio. Il Beyond Shield offre una staffa di bloccaggio rivestita in carburo attraverso una tecnologia che migliora la resistenza all'usura del serraggio al flusso di trucioli. Il Beyond Shield à altresì adattabile a portautensili standard, contribuendo al controllo dei costi. Oltre a essere difficili per natura, le ghise presentano una serie di problemi di lavorazione per gli utensili da taglio. La qualità della ghisa può essere imprevedibile, Il basso contenuto di solfuro può portare a diminuzioni della vita utensile fino al 60 % ed il maggiore contenuto di ferrite può portare a un'elevata usura chimica, diminuendo sostanzialmente a sua volta la durata dell'utensile.
Con una struttura "multi-modale" unica, la qualità KBK35™ PCBN di Kennametal ha aumentato il contenuto di nitruro di borro cubico, assicurando quindi una maggiore resistenza all'usura e una vita dell'inserto più lunga nelle operazioni di sgrossatura e finitura. Il rivestimento CVD offre protezione contro la resistenza all'usura chimica e i trattamenti post-rivestimento migliorano la durezza del tagliente. "Le prove sul campo hanno dimostrato una vita utensile doppia per il KBK35™ sulla ghisa invecchiata e non invecchiata, e in casi specifici, come nei tamburi freno, il numero di pezzi portati a termine per inserto è stato fino a dieci volte superiore (rispetto alle soluzioni basate su ceramica)". Per i pezzi che contengono ghisa invecchiata, Kennametal sta introducendo anche la qualità KB1340™ nella famiglia del Beyond Shield. Nei test sul campo dei dischi freno rispetto agli inserti PCBN standard, il KB1340™ ha presentato prestazioni fino a 1700 pezzi, rispetto ai 1500 per l'inserto PCBN. Nello stesso test rispetto agli inserti ceramici, la vita dell'utensile è aumentata da 120 pezzi a 4200. "Per i clienti che devono affrontare l'esigenza di aumentare i parametri di taglio pur migliorando l'affidabilità del processo e controllando i costi, il Beyond Shield™ è la via verso la lavorazione di ghise ad elevate prestazioni", afferma Ben Amor.
