Så möter traditionella HSS-verktyg dagens behov

feb 13, 2018 | Borr, Fräs, Verktyg

Användandet av snabbstålsverktyg (HSS) ökar stadigt världen runt utan någon tendens till avmattning. Världsmarknaden för HSS-verktyg väntas växa till mer än 10 miljarder dollar fram till 2020 (Källa: Global Industry Analysts) http://www.strategyr.com/MarketResearch/High_Speed_Steel_HSS_Metal_Cutting_Tools_Market_Trends.asp).
Detta är en betydande summa, särskilt med tanke på att den totala världsmarknaden för skärande verktyg uppskattas till omkring 18,5 miljarder dollar. Ökningen beror på ett stadigt växande behov från viktiga sektorer, t ex fordonsindustrin, bygg-, elektro- och annan tung industri.  Ricky Payling, produktstrateg för roterande verktyg hos Dormer Pramet, reflekterar över varför snabbstål fortfarande är ett populärt alternativ, de olika materialsammansättningarna som finns och hur materialet har anpassats till en industri i snabb förändring.
Ett populärt alternativ
Trots den växande konkurrensen från hårdmetallen fortsätter snabbstålet att vara populärt hos tillverkare tack vare sin höga slitstyrka och hårdhet kombinerat med utmärkt seghet. HSS-verktyg passar bäst att använda vid massproduktion där livslängd, mångsidighet, produktivitet och verktygskostnad är det viktigaste för användaren. Därför spelar de fortfarande en stor roll för effektiv och pålitlig bearbetning av många komponenter. Att även produkternas kvalitet och kostnadseffektivitet svarar upp mot kundens behov visar sig öka attraktiviteten i det rådande globala ekonomiska klimatet.
För att möta behovet av snabbstål från världsmarknaden har verktygstillverkarna lagt ned betydande resurser på det här segmentet. Dessa omfattar investeringar, inte bara i nya verktyg utan också i forskning och utveckling. Detta har lett till att snabbstålsverktyg har blivit pålitligare, med färre nackdelar, lägre produktionskostnad och kortare tillverkningstid. Utvecklingen av förbättrade substrat, t ex pulverstål, och nya beläggningar har även bidragit starkt till verktygens förbättrade prestanda.
Bland Dormers produktprogram finns f.n. fyra olika materialtyper att tillgå, nämligen snabbstål (HSS), koboltsnabbstål (HSS-E), snabbstål/hårdmetall (HSS-HM) och pulversnabbstål (HSS-E PM). De här materialen används till våra borrar, brotschar, försänkare, gängtappar och fräsar.
Sammansättning av HSS
Ett typiskt snabbstål innehåller Krom (4%), Volfram (c:a 6%), Molybden (upp till 10%), Vanadin (c:a 2%), Kobolt (upp till 9%) och Kol (1%).  Variationerna i de ingående komponenterna ger materialet lite olika egenskaper. Krom höjer härdbarheten och förhindrar flagning. Volfram ger förbättrad skärförmåga och bidrar till att stålet behåller hårdheten genom att det ökar värmetåligheten.
Molybden – en biprodukt vid koppar- och volframframställning  – förbättrar även den skäreffektiviteten, hårdheten och värmetåligheten. Vanadin, som förekommer i många mineral, bildar mycket hårda karbider som ger bra motstånd mot slitage vid höga temperaturer, ökar styrkan och bidrar till att behålla materialhårdheten.
Kobolt förbättrar värmetåligheten, bibehåller hårdheten och ökar värmeledningen något. Ett tillägg av fem procent kobolt för borrar och åtta procent för pinnfräsar till snabbstålet är vanligt. Ett typexempel är att koboltlegerade borrar används i speciella applikationer som kräver värmetålighet och styrka.
Kol ökar slitstyrkan och står för den grundläggande hårdheten (c:a 62-65 HRc).
Fördelar
HSS-verktyg kan motstå vibrationer oberoende av maskintyp även då maskinstabiliteten har försämrats  över tid och/eller där inspänningen av arbetsstycket är vek. Materialet är mer förlåtande mot slag mot ex. fräsens tänder och är okänsligt mot oregelbundet kylvätskeflöde.
Snabbstål tillåter också att man kan framställa extremt vassa eggar. Det gör det lättare att bearbeta sega material och orsakar mindre deformationshärdning i austenitiskt rostfritt stål och nickellegeringar, samt ger bättre ytkvalitet och toleransnoggrannhet på arbetsstycket.Eftersom materialet skärs istället för att slitas bort ökar livslängden tack vare att temperaturen i eggen kan hållas låg. Dessutom minskar skärkrafterna vilket innebär lägre effektbehov.
Ur livslängdssynpunkt klarar HSS-verktyg intermittenta ingrepp mycket bra. Men de är mycket mer begränsade när det gäller skärhastighet jämfört med hårdmetallverktyg.
Beläggningar och substrat
HSS är sedan länge ett etablerat verktygsmaterial, men det betyder inte att det inte har varit föremål för kontinuerlig utveckling och förbättring sedan det introducerades i slutet av 1800-talet. Dormer Pramets olika HSS-material, t.ex. är allt utom omoderna. Vi har investerat  i pulvermetallurgi för att kunna erbjuda ännu bättre material. HSS-E som pulverstål innehåller en större mängd legeringsämnen som ger materialet unika egenskaper som högre seghet, slitmotstånd och hårdhet. Användandet av HSS-E-PM förlänger livslängden och gör den mera förutsägbar. Materialet klarar även högre skärhastigheter och matningar och minskar risken för urflisningsproblem.
De senaste produkterna där pulverstålsteknologin har kommit till användning är Dormers  Shark Line-tappar. De tillverkas av ett HSS-E-PM stål, som är speciellt utvecklat för tappar. Det har högre seghet, pålitligare  egenskaper och överlägsen slipbarhet jämfört med konventionella snabbstål. Egenskaper som gör att tapparna har längre och mera förutsägbar livslängd. HSS-E och HSS-E-PM är även mycket lämpade att belägga med en mängd olika beläggningstyper, t.ex. titan-nitrid (TiN), titan-aluminium-nitrid (TiAlN), titan-karbo-nitrid (TiCN), samt diverse multilagerbeläggningar. Beläggningar ökar livslängden väsentligt och förbättrar HSS-verktygens prestanda vid användningar som kräver hög produktivitet, skärhastighet och matning samt i torra applikationer i svårbearbetade material.
Beläggningarna ger en mycket hård yta som motstår slitage, de har låg friktion som underlättar spånbildningen, de minskar skärkrafterna och värmeutvecklingen, motstår gropförslitning och förbättrar ytfinheten på arbetsstycket. Som exempel är TiAlN-belagda HSS-E verktyg mycket lämpliga för torr bearbetning i gjutjärn och har högt värmemotstånd, medan TiAlN-belagda HSS-E-PM verktyg passar bra till att bearbeta titan- och nickellegeringar.
Sammanfattning
I en tid där användare kräver pålitliga, mångsidiga verktyg till ett konkurrenskraftigt pris är snabbstålsverktyg fortfarande det ideala valet för en mängd olika användningar. Snabbstålsverktygen behåller således fortfarande sin givna plats på marknaden gentemot nyare och mer tekniskt avancerade material.
Snabbstålet har under de många år det funnits hela tiden förbättrats genom att anpassas med nya beläggningar, ändrade sammansättningar och ny tillverkningsteknologi, som alla bidrar till att det behåller sin position som ett viktigt material inom skärverktygsindustrin. Konkurrensen har alltid varit stor inom skärverktygsindustrin och snabbstålsverktyg är fortfarande en nyckelgrupp som erbjuder kunder det som alltid varit starkt efterfrågat; valmöjlighet.
SIDOFÄLT: Studie av ett kundfall
Ett användningsexempel från verkligheten handlar om Dormers koboltlegerade (HSS-E) ADX-borr, A553, som har blivit en nyckelprodukt hos en svensk tillverkare. Larssons Mekaniska Verkstad, grundad 1951, lego tillverkar metallprodukter och sätter samman detaljer för en rad andra industrier. Särskilt ett jobb innefattade borrning av tusentals hål i rullar tillverkade av rostfritt 2346- och 2333-stål till förpackningsmaskiner. Ett 12,0 mm  A553-borr – med TiAlN Top-beläggning och invändig kylning – används till att borra tusentals, upp till 70 mm djupa hål, vilket motsvarar en borrad längd på 70-75 meter per borr.
För Larssons är HSS att föredra, säger CNC-operatören Gunnar Wistrand. “Borret kan flexa något i motsats till hårdmetallborr, som går rakt av och är därigenom mer förlåtande om något händer. En annan säkerhetsfördel med A553 är att vi kan köra maskinen obemannad utan risk för haveri.” Därför väger fördelarna klart mycket tyngre än nackdelarna, bekräftar Gunnar. “När vi använder A553 tar det 30 sekunder extra per rulle, men processen är mer förutsägbar och omställningstiden har kunnat minskas betydligt. Korta serier med många växlingar innebär också att bearbetningstiden är av mindre betydelse jämfört med att skapa en säker bearbetningsprocess med korta omställningstider. Med optimerad process och verktygsval skulle jag kanske tjäna 30 sekunder på varje rulle som framställs, men med en väsentligt osäkrare process. Och det är det inte värt om man sen får stå i timmar och byta grejor när det gått åt pepparn,” säger Gunnar Wistrand.
Utgivet av:                                                                                                                                                                                                            
Dormer Pramet

Högmatningsfräsning av rotorer – tryggare, säkrare och mer effektivt
Med längder uppemot 6 meter och vikter uppemot 30 ton är rotorerna som tillverkas hos anrika Björneborg Steel minst sagt imponerande. När man dessutom ska avverka...
Nya MAPAL-kataloger: Hållande, hålbearbetning och fräsning
MAPAL lanserar nya kataloger för hållande verktyg, hålbearbetning och fräsning. Som en del i det har hela produktportföljen setts över, reviderats och kompletterats för...
Med sin mångsidighet sänker Secos fräsar kostnaderna för verktygslagret
Tillverkare som vill ha mångsidighet och precision vid bearbetning kan kombinera Seco Turbo 16 hörnfräsar och Helical Turbo 16 fräsar för att minska verktygslagret och...
Spårfräsning av smala spår
Paul Horn GmbH har utökat sitt system för spårfräsning av spår. Horn erbjuder verktygen i skärbredder från 0,25 mm till 1 mm, beroende på diametern. Beroende på...
Fräsfamilj med unikt frässkär för höga matningar
2018 introducerades fräsfamiljen LOGIQ4FEED, för fräsning med höga matningar, med ett 4 mm´s-skär och tillhörande fräskroppar i Ø12-52 mm. Nu kompletteras familjen med...
Multi-Master – En multifunktionell mästare
När ISCAR lanserade MULTI-MASTER för roterande fräsverktyg med utbytbara hårdmetallhuvuden i början av 2000-talet blev det början på en ny era för utvecklingen av...
GARANT Master UNI fräs med grovbearbetningsprofil visar hög prestanda och processtillförlitlighet i alla material
Den nya GARANT Master UNI HM Högavverkningsfräs HPC från Hoffmann Group är ett riktigt allround-verktyg för alla fräsoperationer och material. Det unika med denna...
Horn på EMO – med teknologiskt försprång
Tyska HORN är i dag Europas ledande tillverkare av spårbearbetningsverktyg och har sedan 1969 producerat extremt exakta spår-, avstick-, längdsvarv- och fräsverktyg för...
Innovation – Nya experter på spårskärning i icke-järnhaltiga material
Hofmann & Vratny presenterar sin nya EXN1-serie – en innovation för spår skärning i aluminium, syntetiska material och andra icke-järnhaltiga metaller. EX i...
Utökar sortiment av gängfräsar
SmiCut har nu utökat och förbättrat sitt sortiment av solida gängfräsar som dem tillverkar själva i Ludvika. Vad är då nytt? Vissa verktyg ändras från 4-skäriga till...
Mapal presenterar nya OptiMill-Tro-Inox: Högsta produktivitet i rostfritt stål
För att uppnå högsta möjliga produktivitet i bearbetningen av rostfritt stål (Inox) lanserar MAPAL OptiMill-Tro-Inox-en ny sexskärig fräs för dynamisk fräsning i...
Ny programvarumodul för kontrollerad spånbrytning
Sandvik Coromant presenterar en ny bearbetningsmetod som gör det möjligt att kontrollera spånbrytningen i gängsvarvningsapplikationer. OptiThreading™ lanseras som...
Optimerad fräsning för vibrationsfri bearbetning
Sandvik Coromant har lanserat ett nytt fräsverktyg för hög matning. CoroMill® MH20 är främst framtagen för fräsning av hålrum och fickor i materialen ISO S, M och P....
Deras vassaste fräs någonsin!
-Vår vassaste fräs någonsin! Speciellt framtagen för effektiv bearbetning i mjuka och tuffa material, både under stabila och instabila förhållanden säger Peter Alström...
ISCAR NEOFEED – högre lönsamhet med dynamisk plan- och högmatningsfräsning
Från ISCAR´s senaste kampanjlansering NEOLOGIQ återfinns den helt nya fräsfamiljen NEOFEED för grovfräsning. NEOFEED består av planfräsar i två olika utföranden - FFQ8...
Ny formgängtapp med unik polygongeometri ger hög process säkerhet och lång livslängd!
GARANT Master-produktfamiljen har fått en ny medlem: Med nya GARANT Master Form Steel presenterar Hoffmann-gruppen en formgängtapp som levererar gängor i toppklass,...
ISCAR HELISLOT-familjen växer – nu finns skivfräsar för smalare spår
ISCAR HELISLOT består av spårfräsar med fyrkantiga skär som ger en produktiv och kostnadseffektiv spårfräsning. Introducerat sedan tidigare är fräskroppar för 13 mm´s...
Förbättra stabilitet och livslängd med optimerade solida pinnfräsar
I sitt fortsatta arbete att tillhandahålla de mest kostnadseffektiva verktygslösningarna, har Seco Tools lanserat en ny serie flexibla och högproduktiva solida...
Dynamisk 5-axlig fräsning med GARANT PPC-fräsar
Efter att ha arbetat med PPC-fräsning i över 5 års tid är Hoffmann Group en erfaren och pålitlig leverantör av PPC-fräsverktyg. Deras omfattande sortiment innehåller...
Power skiving för elbilar
Teslas bilar används ofta som exempel på att elbilar inte behöver flera växlar eller dubbelkoppling. Det vill säga med undantag för alla modeller som visst behöver det....
ISCAR NEODO – ger exakt 90° hörn
Iscar´s nya fräsfamilj NEODO är en del av NEOLOGIQ – nästa steg av logiska verktyg för en smart fabrik. NEODO består av plan- och hörnfräsar, Ø40-125 mm, med...
Mitsubishi Materials lanserar fyra nya innovativa pinnfräsar
Mitsubishi Materials utökar nu sitt sortiment med fyra nya pinnfräsar till VQ-serien. De senaste tillskotten är speciellt framtagna för specialapplikationer till...
ISCAR HELI2000 Jet Line – fräskroppar för högtryckskylning
Iscars produktfamilj HELI2000 utökas nu med nya fräskroppar för högtryckskylning. Kylningen som är riktad mot varje skäregg ger bland annat längre livslängd och...
Elektrifierad rörlighet – driftsäker bearbetning av små motorhus för elmotorer gjorda i magnesium och aluminium
Idag så cyklar amatörcyklister uppför alla typer av berg utan större ansträngning, berg som får proffscyklister att blir svettiga. Elcyklar är hemligheten, cyklar med...
Nya sätt att bearbeta växellådor
Galenskap är att göra samma sak om och om igen och förvänta sig olika resultat. Detta gäller även vid bearbetning av komponenter till växellådor, där...
Dormer Pramet utökat fräsprogram för svårbearbetade material
Dormer Pramet har lanserat en ny generation av femskäriga, solida hårdmetallfräsar, avsedda specifikt för dynamisk fräsning i allmänhet och för formtillverkning. ...
Dubbla vinster
Biltillverkaren Henry Ford sa en gång att ”bilsporten föddes fem minuter efter att den andra bilen var byggd.” Anpassningsförmåga och bilar har alltid gått hand i hand,...
Imponerar med sina fjorton-skärkanter
ALESA HEPA 45° imponerar med sina fjorton-skärkanter (2x7)vändskär. Det maximala antalet av skärkanter garanterar ett optimalt pris ochprestanda förhållande för varje...
Iscar NEOLOGIQ – Snart lanserars nya produkter för att möta utmaningarna i dagens trender
Det har nu gått några år sedan ISCAR lanserade en serie unika och innovativa LOGIQ-verktyg. Dessa verktyg hade utformats särskilt för att klara utmaningarna inom...
Effektiv och hållbar verktygsrekonditionering
Tid är pengar inom tillverkning. Borrning, fräsning och brotschning är enormt påfrestande för verktygen. Här förklarar Jill Glynn, Commercial Services Manager hos...
Processäker planfräsning med lång livslängd
Kunder till MAPAL litar på PKD-fräsen för planfräsning av stora volymer, med instabila detaljer och inom HPC-området. Med en solid stålkropp med lödda PKD-skär, uppnår...
Spara tid och öka produktiviteten med den nya appen
Seco Assistant ger dig den produktinformation och de verktyg du behöver, utan att du behöver söka på internet eller i olika kataloger, även när du är offline. Seco...
Nytt dubbelsidiga skär med 6 skäreggar
Mitsubishi Materials har kompletterat med en mångsidig vändskärsfräs till sitt omfattande sortiment av högpresterande verktyg. Den nya WWX400-serien är en fräs som...
Vridet frässkär för höga matningar
LOGIQ4FEED-familjen ifrån Iscar som introducerades 2018 utökas nu med nya skär och fräskroppar.  Nyheter: Fräskroppar FFX4 ED-MM – Fräshuvud med MULTI-MASTER...
De senaste tillskotten stärker kapaciteten för formverktygsbearbetning
På senare år har den globala tillverkaren Dormer Pramet expanderat sitt sortiment av solida och vändbara roterande verktyg för att möta en mängd olika applikationer...
Fräshuvud i 32 mm´s diameter ger nya möjligheter
Iscar´s redan stora Multi-Master-sortiment utökas med 32 mm´s fräshuvuden med en ny T21-gänga. De nya fräshuvudena kommer i första skedet i två varianter – 4-skäriga...
Högprestandafräsar för aluminium och stål
MAPAL utökar sitt program OptiMill inom området av högprestandafräsar för bearbetning av aluminium och stål.  Säker produktion av konstruktionsdetaljer i...
Utökar sortimentet
Nu utökas Iscar´s utbud av spårfräsar med MultiMaster- och FlexFit-koppling i dimensionsområdet 32-50 mm. Kundnytta och egenskaper: Ingen ställtid vid byte av...
Utökar med nya solida hårdmetallpinnfräsar
Iscar´s SOLIDMILL-familj CHATTERFREE har utökats med ytterligare 7-skäriga pinnfräsar som kompletterar de som finns sedan tidigare. CHATTERFREE består av solida...
Hans forskning stärker verktygsbolaget kompetens
Efter 17 år på Seco Tools antog Adnan Agic utmaningen att börja forska inom ett område som länge intresserat både honom och företaget.  – Jag har främst studerat...
Fräsarna går på djupet
Dormer Pramet har utvidgat sitt fräsprogram för formverktygstillverkning och övrig bearbetning med ett flertal nya produkter.  Bland dem finns det nya dubbelsidiga...
Solidmill och Chatterfree
Nya solida pinnfräsar för effektiv bearbetning av rostfritt stål samt solida keramiska pinnfräsar för bearbetning av superlegeringar, gjutjärn och grafit. ISCAR...
Förbättrar industrins produktionsekonomi
 En gång årligen samlar kinesiska världskoncernen Gesac sina exportpartners för en veckolång presentation av det senaste inom verktygstekniken. I takt med Gesacs...
Den helt nya kraftfulla GTC fräsen
Speciellt vid fräsning av mycket tuffa material, så är det endast möjligt i begränsad utsträckning att öka skärhastigheten (med tanke på processtillförlitlighet). Tack...
Konsten att utveckla unika produkter
Vid renovering av järnvägsräls föredras generellt två alternativ; slipning eller dynamisk fräsning. Till skillnad från slipning av järnvägsspår, ger...
Väsentligt bättre ytfinhet tack vare vibrationsdämpade fräsdornar.
Vibrationer förekommer ofta vid bearbetning. Det leder till dynamisk instabillitet av hela systemet. Otillräcklig ytfinhet, dålig noggrannhet, höga bearbetningsljud,...
Horn på EMO
Ny frontinspänning för Supermini skär Bild: Den nya designen gör att skäret hålls på plats med en högre kraft och ger ett stabilare system. Horn har utvecklat ett nytt...
Verktygsbolag utökar med fräshobb
I veckan blev det klart att Dorato Tools AB med säte i Eskilstuna blir representant för koreanska fräshobbstillverkaren DTR i Sverige, Norge och Danmark. Koreanska DTR...
Ny huvudkatalog från Mitsubishi Materials
Mitsubishi Materials lanserar nu under våren 2019 sin nydesignade huvudkatalog C008 över sitt standardprogram av skärande och hållande verktyg. En ny layout -Mitsubishi...
Ny serie högmatningsfräsar
Mitsubishi Materials har lanserat en ny serie högmatningsfräsar till sitt omfattande sortiment av vändskärsfräsar. WJX har utformats för att vara multi-funktionell och...