CUTTING EDGE vol.1

Intenerimento termico di super leghe resistenti al calore dovuto al taglio ad altissime velocità

Intenerimento termico di super leghe resistenti al calore dovuto al taglio ad altissime velocità

Intenerimento termico di leghe resistenti al calore

Prestazioni eccellenti nella lavorazione di leghe resistenti al calore

Attualmente stiamo sviluppando frese integrali in ceramica in grado di fresare questi materiali a velocità di taglio molto elevate, velocità che le frese integrali in metallo duro cementato esistenti non riescono a raggiungere. Per funzionare a tali altissime velocità di taglio durante le operazioni di fresatura di leghe resistenti al calore, le frese integrali devono possedere un'eccellente resistenza al calore generato durante tale processo. Quando nella lavorazione di leghe resistenti al calore si utilizzano frese integrali in metallo duro cementato è necessario ridurre il calore generato per mantenere la vita utensile. Ciò significa che la velocità di taglio è limitata a circa 70 m/min. Tuttavia, con frese integrali in ceramica la velocità di taglio può essere di 500 m/min. o superiore. In questo caso si provoca un intenerimento dei materiali dovuto al calore generato. Nonostante possa sembrare contraddittorio, le leghe resistenti al calore inteneriscono a circa 1.000 °C poiché le resistenze alla trazione ed alla compressione si riducono intorno a queste temperature. Le frese integrali in metallo duro non possono operare a temperature così elevate, cosa invece possibile per quelle in ceramica. Questa nuova fresa integrale in ceramica offre prestazioni straorinarie nella lavorazione dei materiali sebbene si generi un calore talmente elevato da produrre trucioli.

Foto 1: Lavorazione con frese integrali in ceramica

Livello straordinario di efficenza e vita utensile

Le frese integrali in ceramica lavorano le leghe resistenti al calore in maniera completamente diversa rispetto alle frese in metallo duro cementato. In effetti, anziché utilizzare il termine "lavorazione" sarebbe più corretto descrivere il meccanismo come "scordonatura". Il bordo dell'utensile si salda leggermente ma non subisce danni di rilievo perché la ceramica possiede un'eccellente resistenza al calore generato durante la lavorazione. Di conseguenza, rispetto alle frese integrali in metallo duro cementato, la vita utensile della fresa integrale in ceramica è nettamente superiore. Inoltre, le frese integrali in metallo duro cementato si rompono solitamente nelle prime fasi della lavorazione, mentre quelle in ceramica possono durare 7 volte più a lungo (vedere Fig. 1). Le frese integrali in metallo duro cementato non sono progettate per un taglio di tale alta efficenza ad elevate velocità, al contrario delle frese integrali in ceramica che presentano così un netto vantaggio (vedere Fig. 2). Tuttavia, quando si impiegano frese integrali in ceramica l'attenzione viene posta sugli stringenti requisiti della macchina utensile. Ciò si verifica a causa della velocità richiesta per generare il calore necessario ad intenerire i materiali senza provocare abrasioni o altri danni. Di conseguenza, i mandrini delle macchine utensili devono essere in grado di gestire un alto numero di giri, ed è per questo motivo che la lavorazione con frese integrali in ceramica richiede macchine utensili della migliore qualità.

Hiroshi Watanabe
Centro R&D Solid tools, Development Division

Altri impieghi delle frese integrali in ceramica

Sono stato coinvolto fin dalle prime fasi dello sviluppo del prodotto e mi sono reso subito conto che sarebbe stato molto difficile individuare le condizioni di lavorazione ideali. Sfortunatamente il ripetersi di rotture e abrasioni non ha, per lungo tempo, permesso una valutazione sufficiente del prodotto. Tuttavia, dopo una lunga serie di test, abbiamo trovato la giusta strada. Continuiamo comunque il nostro lavoro di ricerca e sviluppo, per riuscire a sfruttare sempre meglio il potenziale in termini di prestazioni delle frese integrali in ceramica.