Vikten av anpassning i stålsvarvningsprocesser

sep 23, 2021 | Svarv, Verktyg

Vad har krigsstrategier från antikens Rom och Sandvik Coromants svarvskär för ISO P-stål gemensamt och hur kan det hjälpa dig att öka produktiviteten i din verkstad? I artikeln förklarar Rolf Olofsson, Product Manager hos Sandvik Coromant, en global ledare inom skärande bearbetning, hur för hårdmetallsorternas beläggningar och substrat kan göra stor skillnad för effektiviteten och produktiviteten i stålsvarvningprocesser.

Krönika: Rolf Olofsson, Product Manager hos Sandvik Coromant

En vanlig missuppfattning inom metallbranschen är att det är lätt att bearbeta stål. Erfarna operatörer vet att svarvning av ISO P-stål är allt annat än lätt. Den första utmaningen är mängden olika material som ingår i ISO P-klassificeringen, som kan variera mellan formbart stål med låg kolhalt till höglegerat stål. Den andra utmaningen är att hårdheten hos olika stål skiljer sig avsevärt från den ena änden av spektrat till den andra. Applikationstypen varierar och det gör även bearbetningsförhållandena i verkstäderna.

Det innebär att stålsvarvning är fullt av utmaningar och med tanke på alla variabler är det svårt att välja en sort som motsvarar alla de egenskaper som förekommer i ISO P-stål.

Sorter för alla lägen

För alla sorter är brottstyrka det allra viktigaste. Dessutom måste skäreggen ha rätt hårdhet för att stå emot alla typer av plastisk deformation som förorsakas av de extrema temperaturer som uppstår i skärzonerna. Sorten måste även ha en beläggning som förhindrar fasförslitning, gropförslitning och löseggsbildning. Det är viktigt att beläggningen fäster på substratet. Om den inte fäster exponeras substratet, vilket leder till snabba brott. Baserat på alla dessa krav är det viktigt att förstå strukturen hos en stålsvarvningssort för att kunna fatta informerade beslut när du väljer en för din applikation.

Strukturen i hårdmetallskär

Alla hårdmetallsorter har en hårdmetallkärna som även kallas substrat. Substratet definierar sortens seghet och styrka. Även motståndet mot plastisk deformation beror på substratet. Hårdmetallsubstratet täcks ofta av flera skikt av beläggning som titankarbonitrid (TiCN), aluminiumoxid (Al2O3) och titannitrid (TiN) som ger skäret dess eggseghet, vidhäftning och slitstyrka. Nyckeln till överlägset motstånd mot olika typer av förslitning: fas-, grop- och löseggsbildning. Vidhäftning mot substratet och längre verktygslivslängd ingår i de mikroskopiska detaljer som är en del av att utforma beläggningsskikten.

Romersk sköldpaddsformation

I konventionella aluminiumoxidbeläggningar är kristalltillväxten slumpmässig, se bild 1a. Om tillväxten i beläggningsskiktet kan styras så att alla kristaller är riktade åt samma håll, se det gula på bild 1b, ger det överlägsen slitstyrka. För att förtydliga egenskaperna hos likriktade kristaller tar vi ett exempel från den romerska historien. Vid belägringar bildade de romerska legionerna ofta en vägg av sköldar – den så kallade Testudo-formationen, eller sköldpaddsformationen. I den här formationen är alla sköldar riktade åt samma håll och ligger tätt intill varandra för att förhindra att sårbara mellanrum uppstår. Väggen av sköldar skyddade romarna mot motattacker medan de avancerade. Kristallerna i beläggningsskiktet fungerar på ett liknande sätt: de täta kristallerna som är riktade åt samma håll fungerar som en sköld och ger bättre motstånd mot svåra förhållanden i skärzonen.

Likriktade kristaller

Sandvik Coromants FoU-specialister har hittat ett sätt att styra kristalltillväxten i aluminiumoxidbeläggningen för att säkerställa att alla kristaller är riktade åt samma håll, med den starkaste delen utåt. Denna patenterade teknik som kallas Inveio®-beläggning är ett tekniskt genombrott som ger skären en ny nivå av slitstyrka och verktygslivslängd.

De tättpackade kristallerna som är riktade åt samma håll skapar en stark barriär mot skärzonen och spånorna. Det gör att Inveio®-sorterna har mycket högre motstånd mot gropförslitning och fasförslitning. En annan önskad effekt är att värmen leds bort snabbare från skärzonen, vilket gör att skäreggen bibehålls under längre tid i ingrepp. Allt som allt får du ett mer förutsägbart verktyg med en lång verktygslivslängd.

I och med introduktionen av andra generationens Inveio®-teknik – bland annat i Sandvik Coromants senaste stålsvarvningssorter GC4415 och GC4425 – har fördelarna med likriktad beläggning utvecklats ytterligare. Förbättrad orientering av kristallerna bidrar till en jämnare funktion och avsevärt förbättrad slitstyrka.

Intermittenta skärförlopp

Nu har vi gått igenom två saker att tänka på vid val av skärsort. Nämligen substratet och beläggning. Vi tittar på den tredje saken lite kort: prestanda under intermittenta skärförlopp. Det här är viktigt eftersom det hjälper oss att undvika plötsliga skärbrott.

Leta efter skär som har efterbehandlats: en process där skärets beläggning bombarderas med väldigt tunna, vassa keramiska partiklar. Föreställ dig att en hammare slår på beläggningen för att förstärka den. Skären som har efterbehandlats har mycket höga prestanda vid intermittenta skärförlopp.

Sandvik Coromant har nyligen lanserat två nya skärsorter för svarvning av ISO P-stål. Sorterna GC4415 och GC4425 passar perfekt för tillverkare som arbetar med mass- och batchproduktion. Sorterna med nya substrat i kärnan som är förstärkt med Inveio®-teknik ger tillförlitliga prestanda och överlägsen slitstyrka. Dessutom har den nya efterbehandlingen av sorterna visat sig förbättra prestanda vid operationer med intermittent skärförlopp, så att plötsliga skärbrott undviks och båda skärsorterna kan leverera utmärkt resultat över ett brett tillämpningsområde.

De nya sorterna GC4415 och GC4425

Med dessa skär har våra kunder kunnat öka skärhastigheten (Vc) och matningshastigheten (Fn) med dessa sorter. I ett fall lät en tillverkare inom allmän verkstadsindustri grovbearbeta ett värmebehandlat 4140-stål utvändigt i flera olika riktningar med GC4425-skäret. Jämfört med att använda en konkurrents ISO-skär till samma process lyckades kunden öka produktiviteten med 100 % och sänka cykeltiden med 50 % samt sänka kostnaderna med 30 %.

Det är svårt att bearbeta ISO P-stål. Genom att ha ett par saker i åtanke vid val av sort, som substratets seghet och nya tekniska framsteg inom material och verktyg, kan du göra stor skillnad för stålsvarvningens effektivitet och verkstadens övergripande produktivitet.

För mer information: Sandvik Coromant

NYA unika svarvskär med 6 positiva skäreggar med 55° hörn
ISCAR har lanserat LOGIQ6TURN deras nya unika svarvskär med 6 positiva skäreggar med 55° hörn. För överlägsen ytfinhet vid medelfin och finbearbetning.LOGIQ6TURN är en...
Nya positiva skär i MC6100-serien 
Den framgångsrika, högpresterande MC6100 -serien från Mitsubishi Materials DIAEDGE har nu utökats med nya positiva 5°, 7° och 11° skär. Mitsubishi erbjuder därmed...
Dormer Pramet utser ny försäljningschef i Sverige
Dormer Pramet tillkännager idag utnämningen av Drilon Pllana till ny försäljningschef för Sverige. Drilon tar över rollen från Roger Larsson, som har befordrats till...
Nya MC5100-serien för svarvning i gjutjärn
Mitsubishi Materials presenterar MC5100, en ny serie vändskär som är speciellt framtagen för högeffektiv svarvning i gjutjärn. Programmet består av tre olika skärsorter...
Varför det är viktigt med minsta håldiameter
Vid tillverkning av invändiga gängor med gängsvarvning är minsta håldiametern en viktig faktor. Det här måttet spelar en central roll i att välja rätt verktyg för...
Världens största svarvbom
Sandvik Coromant har skapat historia som innovatör inom precisionsteknik, genom att utveckla världens största svarvbom. Den gigantiska svarvbommen, med en längd på...
Nyheter inom svarv och stick
Iscar presenterar nya uppdateringar som tex LOGIQFGRIP, ett avancerat system för stabil och vibrationsfri avstickning som nu hanterar dimensioner upp till diameter 160...
Nytt återvinningsinitiativ stöder verktygscirkularitet
Sandvikgruppen lanserar tillsammans ett uppgraderat program för verktygsåtervinning. Det framgångsrika befintliga programmet ligger till grund för det nya...
Ny stålsvarvningssort för grovbearbetning med hög matning
Sandvik Coromant, specialisten på skärverktyg och verktygssystem, presenterar en ny sort i den senaste versionen av stålsvarvningsserien. GC4405 är första val för höga...
Nytt samarbete mellan Seco och Swemachinist
Seco har tagit ännu ett steg i företagets strävan att dela kunskap om de många möjligheterna inom maskinbearbetning genom ett nytt samarbete med Swemachinist, en...
Mångsidig spår- och avstickning med hög stabilitet
Sandvik Coromant, specialisten på skärverktyg och verktygssystem, uppgraderar det väletablerade avsticknings- och spårsvarvningskonceptet CoroCut® 1-2. Förbättrad...
Framtidsinriktad tillväxt med ökat fokus på ”Wearparts”
Nyligen på EMO-mässan i Hannover korsade vi vägen för Mikael Gyllhamn, VD för Scandinavian Carbide Company (SCC). SCC är en pålitlig aktör som erbjuder ett imponerande...
Seco stärker sitt varumärke för framtida framgångar
Fagersta, september 2023 - Seco, som är en av de ledande globala leverantörerna av lösningar inom metallbearbetning, har precis lanserat en uppdaterad grafisk profil...
Ny tekniskt säljare hos SMV
Natali Kristoffersson är SMV Verktygs nya tekniska säljare i Sundsvall. Därmed utökar företaget sitt team i norra Sverige. – Det känns roligt och mycket spännande,...
Snabb och stabil verktygsväxling med nya WhizFix 2.0
“Det ska vara enkelt och gå snabbt att byta skär”, säger Zeb Allansson, skärtekniker på WhizCut, om den senaste innovationen. WhizFix 2.0 har utvecklats för smidig...
Nya produkter och en upplevelse i mixed reality technology
Mitsubishi Materials kommer att ha en stark närvaro på årets EMO-mässa i Hannover som går av stapeln den 18-23 september.  Du hittar dem i hall 5, monter C18 Besökarna...
Iscar på EMO
EMO i Hannover är en av världens största mässor inom bearbetning och maskinteknik och för ISCAR är det viktigt att kunna visa upp nyheter inom flera områden. LOGIQ3CHAM...
Ett nytt sortiment med nya mångsidiga planfräsar.
Den globala tillverkaren har lagt till fem varianter av fyrkantiga, positiva vändskär för skärdjup upp till 6,4 mm till sitt varumärke Pramet. Serien passar till de...
Dormer Pramet bygger en ny fabrikshall
Dormer Pramet expanderar tillverkningsanläggningen i Šumperk, Tjeckien, med en ny fabrikshall på 4 500 kvm som beräknas stå färdig 2024. Den globala...
Dormer Pramet avsticknings- och spårsvarvningssortiment
Dormer Pramet har ett omfångsrikt program med avsticknings- och spårsvarvningsverktyg, som har utvecklats till en effektiv lösning för våra kunder och det utvidgas hela...
Gesac imponerar igen!
Få, om ens någon, visste var resan skulle sluta då värmländska Edeco Tool och verktygs-giganten Gesac inledde sitt samarbete under våren 2016. Idag, drygt sju år...
En geometri för överlägsen spånkontroll
Efter många och grundliga tester för att hitta en spånformare för optimal spånkontroll vid såväl fullspårstickning, breddning av spår som svarvning och finsvarvning...
Svarvning med Y-axeln i alla riktningar
Sandvik Coromant, introducerar en ny metod för svarvning av komplicerade former och fickor med ett enda verktyg. Reducerad cykeltid, förbättrad ytkvalitet på...
En ny sortgeneration
Dormer Pramet har lanserat en ny generation svarvsorter, som klarar marknadens allra högst ställda krav på produktivitet och mångsidighet.  Pramets sort T9415 är den...
Bemästra processer: hård bearbetning
Kortare bearbetningstider, höga ytbehandlingar och besparingar vid slipning. Detta är bara tre fördelar som nämns som hård bearbetning med geometriskt bestämd skäregg...
Snabbare svarvning, minskat spill
En färsk undersökning från OpenText visade att 92 % av tillverkarna anser att företagets samhällsansvar (corporate social responsibility, CSR) är viktigt för deras...
För svarvning i härdat stål
Mitsubishi Materials har utvecklat ett nyskapande PCBN-belagt vändskär, BC8210, som utökar det redan stora utbudet i produktkategorin. Skäret symboliserar Mitsubishis...
Högteknologisk skärande bearbetning – med automation även för kortserier
CNC-bearbetning i korta serier med hög förädlingsgrad och snabba ledtider är deras vardag. Följ med till Linköpingsföretaget ProCell som optimerar svaroperationerna med...
Svarvning i alla riktningar tar en ny vändning
Sandvik Coromant lanserar nu andra generationens CoroTurn® Prime-skär av B-typ. Det nya dubbelsidiga, negativa skäret har fyra skäreggar och är utformat för...
AMB 2022 – den viktigaste mässan för WhizCut
AMB i Stuttgart, nystartat försäljningsbolag och flertalet tyska samarbetspartners. Det är mycket Tyskland just nu för svenska WhizCut.  Artikel i Aktuell Produktion...
Minimässa hos Colly Verkstadsteknik
I april tidigare i år hade Colly ett öppet hus (och minimässa) med extra fokusering på deras slipverkad. Konceptet och mottagandet var så bra att man bestämde sig för...
Nya produkter för maskiner där utrymmet är begränsat
I maskiner med begränsat utrymme är det viktigt med verktyg som i sig är utrymmesbesparande men också att verktyg och skär är enkla att hantera framför allt vid byte...
CPT lanserar nya sintrade skär för gängsvarvning
Type-K från CPT är en ny serie av precisionssintrade skär för gängsvarvning som är utrustade med spånbrytare för högsta prestanda i en mängd olika material. De finns...
Avstickssystem som förenar ekonomi och miljötänk
Avsticksskäret WhizTwin från Svenska WhizCut har dubbla skäreggar framtill för minskat spill av material, reducerad energiåtgång och lägre tillverkningskostnader. Text...
Optimerad bearbetning gör alla till vinnare
Med den japanska giganten Kyocera i ryggen har svenska Kyocera Unimerco Tooling AB i Jönköping målet klart. I partnerskap med kunden och med rätt verktygsval vill man...
WhizTwin, utmärkt för både långa och korta serier
Zeb Allanson, skärtekniker på WhizCut, har tillsammans med WhizCuts grundare Erik Schmidt utvecklat avstickskonceptet WhizTwin. Han lyfter fram att det dubbeleggade...
Hållbar skärande bearbetning: för människorna, planeten och vinsten
När man arbetar med metall kan ett dåligt val av verktyg eller bearbetningsstrategi vara det som avgör om man lyckas eller misslyckas. Avfallsmaterial, dålig...
Ny skärsort för stålsvarvning hjälper THK Rhythm att ta kontroll över sin bearbetningsprocess
Tillsonburg har förändrats sedan den kanadensiska musiklegendaren Stompin’ Tom Connors gjorde den lilla staden i Ontario och dess tobaksfält kända genom sången med...
Nya möjligheter: Avstickning i rostfritt stål med System 222
Gühring System 222 för spår och avstickning har utökats. Förutom vändskär för stålmaterial finns det nu också ett verktyg med en bredd på 3mm för avstickning i rostfria...
Digitaliserad kvalitetssäkring i fordonsindustrin
Enligt IBM-rapporten Automotive 2030 — Racing toward a digital future säger hälften av cheferna inom fordonsindustrin att deras organisationer måste genomgå en digital...
Samarbete minskar ställtiden i längdsvarvarna
WhizCut fortsätter att utveckla precisionsverktyg i världsklass och flera nyheter presenteras på Elmia Produktionsmässor.  En av de främsta innovationerna är...
Edeco tar samarbetet med Gesac till en ny nivå
Karlstadbaserade verktygsspecialisten Edeco Tool och kinesiska Gesac har gjort en lång och händelserik resa tillsammans. Edeco var den partner som 2016 introducerade...
80 fullspäckade sidor med flera nyheter och fullständigt fokus på verktyg till längdsvarvar
WhizCut fortsätter att utveckla precisionsverktyg i världsklass och flera nyheter presenteras i årets katalog. En av de främsta innovationerna är produktlinjen...
Förstahandsvalets bredd sänker lagerkostnaderna
CNC-tekniker och verktygsingenjörer möter ett enormt urval av svarvskär, med hänsyn till sorter och spånbrytare på marknaden. Mitsubishi Materials har utvecklat och...
Innovativt avstickningssystem för högtryckskylning
ISCAR JETCROWN består av fyrkantiga adaptrar som passar i en unik krona som med en enda skruv monteras i tillhörande hållare. Kronan har två effektiva kylmedelsutlopp...
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...
WhizCut på EMO – med nya innovationer inom längdsvarvning
En av dom få svenska utställarna på EMO var WhizCut, med sin bas i Helsingborg. På WhizCut försöker man alltid att hitta nya lösningar på utmaningar vid tillverkning av...
Invändig och utvändig bearbetning av statorhus
I takt med det ökande antalet elfordon så krävs inte bara detaljer med snäva toleranser, utan också en så effektiv produktion som möjligt. En del som är speciellt...
Exakt bearbetning av mindre diametrar
Sandvik Coromant har lanserat CoroCut® QI, en serie specialutformade skär för invändig och axiell spårstickning i mindre diametrar. CoroCut® QI har optimerats för ett...
Ny katalog ifrån Dormer Pramet
Dormer Pramet har förnyat sina huvudkataloger med metriska produkter, som omfattar mer än 20.000 skärande verktyg genom att dela in dem i fyra publikationer omfattande...