Eri materiaalien sorvaus

Teräksen sorvaus

Hiiliteräkset voidaan jakaa seostamattomiin, niukkaseosteisiin ja runsasseosteisiin lajeihin, joista kullakin on omat suosituksensa sorvauksessa.

Seostamattoman teräksen sorvaus

Materiaaliluokitus: P1.1

Seostamattoman teräksen hiilipitoisuus on korkeintaan 0.55 %. Niukkahiiliset teräkset (C < 0.25 %) vaativat erityishuomiota, koska lastunmurto voi olla hankalaa ja materiaali on tahmeaa (irtosärmänmuodostus).

Käytä mahdollisimman isoa syöttöä, jotta lastut saadaan katkeamaan ja suuntautumaan edullisesti. Wiper-terien käyttö on erittäin suositeltavaa.

Käytä irtosärmänmuodostuksen välttämiseksi isoa lastuamisnopeutta, sillä irtosärmä voi huonontaa pinnankarheutta. Terävät särmät ja kevytleikkuiset geometriat hillitsevät kuoriutumistaipumusta ja särmien kulumista.

Niukkaseosteisen teräksen sorvaus

Materiaaliluokitus: P2.x

Niukkaseosteisten terästen lastuttavuus riippuu seostuksesta ja lämpökäsittelystä (kovuudesta). Kaikkien ryhmän terästen lastuamisessa yleisimpiä kulumismuotoja ovat kuoppa- ja viistekuluminen. Karkaistujen terästen lastuamisessa kehittyy korkeampia lämpötiloja, jolloin plastiset muodonmuutokset ovat yleinen kulumismuoto.

Ensisijainen valinta karkaisemattomien niukkaseosteisten terästen sorvaukseen ovat tavanomaiset teräkselle tarkoitetut laadut ja -geometriat. Karkaisuissa materiaaleissa kannattaa käyttää kovempaa laatua (valurautalaatuja, keraameja ja CBN-laatuja).

Runsasseosteisen teräksen sorvaus

Materiaaliluokitus: P3.x

Runsasseosteiset teräkset ovat teräslajeja, joiden koostumuksesta yhteensä yli 5 % on seosaineita. Ryhmään kuuluu sekä suhteellisen pehmeitä että koviksi karkaistuja teräksiä. Lastuttavuus on sitä huonompi, mitä suurempia seosainepitoisuus ja kovuus ovat.

Kuten niukkaseosteisissa teräksissä, ensisijainen valinta ovat teräslaadut ja -geometriat.

Jos seosainepitoisuus on yli 5 % ja jos kovuus yli 450 HB:tä, terältä vaaditaan erittäin hyvää plastisten muodonmuutosten kestoa ja särmälujuutta. Harkitse kovempien laatujen käyttöä (valurautalaadut, keraamit ja CBN-laadut).

Ruostumattoman teräksen sorvaus

Ruostumattomat teräkset voidaan jakaa ferriittisiin/martensiittisiin ja austeniittisiin teräksiin ja austeniittis-ferriittisiin duplex-teräksiin, joista kullakin on omat suosituksensa sorvauksessa.

Ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen sorvaus

Materiaaliluokitus: P5.1

Kyse on teräsmateriaaleista, joten luokka on P5.x. Yleissuosituksia näille teräksille ovat ruostumattoman teräksen terälaadut ja -geometriat.

Martensiittisia teräksiä voidaan koneistaa karkaistussa tilassa, jolloin terältä vaaditaan erityisen hyvää plastisten muodonmuutosten kestoa. Harkitse CBN-laatujen käyttöä, HRC = 55 ja yli.

Austeniittisten ruostumattomien terästen sorvaus

Materiaaliluokitus: M1.x ja M2.x

Austeniittiset lajit ovat kaikkein yleisimpiä ruostumattomia teräksiä. Ryhmään sisältyvät myös superausteniittiset lajit eli ruostumattomat teräkset, joiden nikkelipitoisuus on yli 20 %.

Näille teräksille suosittelemme ruostumattomalle teräkselle tarkoitettuja CVD- ja PVD-laatujamme.

Jos lastuaminen on hakkaavaa tai pääasiallinen kulumismuoto on lastuhakkauma tai -tukos, kannattaa harkita PVD-laatuja.

Muuta huomioon otettavaa:

• Käytä kuoppakulumisen ja plastisten muodonmuutosten vähentämiseksi aina lastuamisnestettä, ja valitse mahdollisimman suuri nirkonsäde.
  
• Pyöreä terä tai pieni asetuskulma auttaa ehkäisemään lovikulumista.
• Kuoriutumistaipumus ja irtosärmänmuodostus on yleistä. Molemmat huonontavat pinnankarheutta ja terän kestoikää. Ongelmaan auttaa terävä särmä ja/tai geometria, jossa on positiivinen rintapinta.

Ferriittis-austeniittisten ruostumattomien terästen (duplex) sorvaus

Materiaaliluokitus: M3.4

Runsasseosteisimmista ruostumattomista duplex-lajeista käytetään nimitystä ”super-duplex” tai jopa ”hyper-duplex”. Duplexien suuri lujuus huonontaa niiden lastuttavuutta johtuen etenkin korkeammista lämpötiloista ja lastuamisvoimista sekä vaikeammasta lastunhallinnasta.

Näille teräksille suosittelemme ruostumattomalle teräkselle tarkoitettuja CVD- ja PVD-laatujamme.

Muuta huomioon otettavaa:

• Lastuamisnesteen käyttö parantaa lastunhallintaa ja ehkäisee plastisia muodonmuutoksia. Käytä läpijäähdytettyjä työkaluja ja mieluiten tarkkaa nestesuihkua.
• Käytä lovikulumisen ja jäysteen ehkäisemiseksi pientä asetuskulmaa.

Valuraudan sorvaus

Valurautoja on viittä päätyyppiä:

• Harmaa valurauta (GCI)
• Pallografiittivalurauta (NCI)
• Adusoitu valurauta (MCI)
• Tylppägrafiittivalurauta (CGI)
• Austemperoitu pallografiittivalurauta (ADI)

Valurauta on rauta-hiiliseos, jonka piipitoisuus on 1–3 % ja hiilipitoisuus yli 2 %. Valurauta on lyhytlastuinen materiaali, joten lastunhallinta on useimmissa olosuhteissa helppoa.

Suosittelemme useimpien valurautamateriaalien sorvaukseen valurautalaatujamme ja -geometrioitamme. Harmaan valuraudan sorvaukseen suuremmilla nopeuksilla suosittelemme keraami- tai CBN-laatuja.

Kuumalujien superseosten (HRSA) sorvaus

Superseokset ovat korkeissa lämpötiloissa mekaanisesti lujia ja virumista kestäviä (kiinteän aineen hitaat muodonmuutokset kuormituksen alaisena) materiaaleja. Ne kestävät myös korroosiota ja hapettumista. Kuumalujat superseokset jakautuvat neljään materiaaliryhmään:

• nikkelipohjaiset seokset (esim. Inconel)
• rautapohjaiset seokset
• kobolttipohjaiset seokset
• titaaniseokset (joko puhtaana tai alfa- ja betafaasititaaneina).

Sekä superseosten että titaanien lastuttavuus on huono; varsinkin vanhennetussa tilassa niiden lastuaminen asettaa työkalulle erityisiä vaatimuksia. Tärkeää on lastuavien särmien terävyys, jotta vältetään vaihtelevan kovuiset ja jäännösjännityksiä sisältävät ns. valkoiset kerrokset.

HRSA: Yleisimmin käytetään PVD- ja keraamilaatuja. On suositeltavaa käyttää kuumalujille superseoksille optimoituja geometrioita.

Titaaniseokset: Käytä ensisijassa pinnoittamattomia ja PVD-laatuja. On suositeltavaa käyttää kuumalujille superseoksille optimoituja geometrioita.

Sekä titaanin että superseosten koneistuksessa yleinen kulumiskriteeri on lovikuluminen. Seuraavilla ohjeilla pääset parhaaseen tulokseen:

• Suosittelemme alle 45°:n asetuskulmaa.
• Valitse terän halkaisijan/nirkonsäteen ja lastuamissyvyyden välinen suhde oikein.
• Jos käytetään vinoa sisäänsyöttöä tai useita ylimenoja, lastuamissyvyyden tulisi olla yli 0.25 mm (0.0098 in).
• Kuumalujien superseosten ja titaanin sorvauksessa tulisi aina käyttää lastuamisnestettä riippumatta siitä, onko terä kovametallinen vai keraaminen. Nestesuihkun tulee olla runsas ja tarkka.
• Keraamiteriä käytettäessä suositellaan viisteittämään reuna etukäteen – näin minimoidaan jäysteen muodostuminen lastuamisen alkaessa ja loppuessa.

Ei-rautamateriaalien sorvaus

Ryhmä sisältää pehmeitä ei-rautametalleja, kuten alumiini, kupari, pronssi, messinki, metallimatriisikomposiitit (MMC) ja magnesium. Niiden lastuttavuus riippuu seosaineista, lämpökäsittelystä ja valmistusprosessista (taonta, valu jne.).

Alumiiniseosten sorvaus

Materiaaliluokitus: N1.2

Alumiiniseoksia tulisi aina koneistaa positiivisella ja teräväsärmäisellä terällä. Ensisijaisia valintoja ovat pinnoittamattomat ja PCD-laadut.

Alumiiniseoksiin, joiden Si-pitoisuus on yli 13 %, tulisi käyttää PCD-laatua, koska kovametalliterien kestoikä lyhenee tällöin rajusti.

Lastuamisnestettä käytetään alumiinin koneistuksessa lähinnä lastunpoiston tehostamiseksi.

Karkaistun teräksen sorvaus

Jos teräksen kovuus on 55–65 HRC, sen sorvaus määritellään kovasorvaukseksi. Se on kustannustehokas vaihtoehto hionnalle. Kovasorvaus on monipuolisempi ja se tarjoaa lyhyemmät läpäisyajat sekä parempi laadun.

Hiiletys- ja induktiokarkaistun teräksen kovasorvauksessa ylittämätön teräaine on kuutioboorinitridi (CBN). Jos teräksen kovuus on alle 55 HRC, käytä keraami- tai kovametalliteriä.

Käytä optimoituja CBN-laatuja kovasorvaukseen.

• Varmista, että kone ja kiinnitys ovat tukevia.
• Käytä mahdollisimman pientä lastuamissyvyyttä, jolloin voi käyttää pientä asetuskulmaa, sekä terän kestoikää parantavaa teräsärmän mallia.
• Wiper-terillä saadaan paras pinnankarheus.