Cosa sono gli inserti in metallo duro?
Inserti in carburosono utensili da taglio ad alte prestazioni-indispensabili nella moderna lavorazione dei metalli e nella produzione di macchinari. Sono tipicamente costituiti da una combinazione di carburo di tungsteno (WC) e cobalto (Co), che possiedono durezza e resistenza all'usura estremamente elevate. Possono mantenere la stabilità della punta dell'utensile in condizioni di taglio ad alta-velocità e carichi pesanti-e non si deformano o si scheggiano facilmente.
Rispetto ai tradizionali utensili da taglio in acciaio ad alta- velocità (HSS), gli inserti in metallo duro non solo offrono una maggiore efficienza di taglio, ma hanno anche una durata di vita più lunga, riducendo significativamente i costi di produzione e la frequenza di sostituzione degli utensili.
Sono ampiamente utilizzati in applicazioni industriali quali tornitura CNC, fresatura, foratura e lavorazione di stampi e sono adatti per una varietà di materiali tra cui acciaio, acciaio inossidabile, ghisa, metalli non-ferrosi e leghe ad alta-temperatura.
Comprendere la forma, la qualità e il rivestimento degli utensili da taglio in carburo cementato è fondamentale per ingegneri, tecnici e personale addetto agli acquisti per effettuare selezioni scientifiche e ottenere una lavorazione efficiente.
Tipi di inserti in metallo duro
Per forma
La forma degli inserti in metallo duro influisce direttamente sulle forze di taglio, sull'evacuazione del truciolo, sulla stabilità della lavorazione e sulla finitura superficiale. La scelta della forma corretta dell'inserto può ridurre le forze di taglio, diminuire le vibrazioni e prolungare la durata dell'inserto. Forme diverse sono adatte a diversi scenari di lavorazione:
Inserto triangolare
Adatto per operazioni generali di tornitura e sfacciatura. Questi inserti offrono angoli flessibili, consentendo il taglio multi-direzionale. Per i pezzi ad alta-durezza, è necessario selezionare un angolo di spoglia più piccolo per migliorare la resistenza della punta dell'utensile. Per profondità di taglio maggiori, si consigliano inserti rinforzati per evitare scheggiature.
Inserto romboidale
Comunemente utilizzato per il taglio medio-pesante e la lavorazione di contorni complessi, garantisce una rimozione uniforme dei trucioli e aiuta a ridurre le vibrazioni. Se utilizzato con gradi di tenacità media-, può bilanciare il rischio di usura e scheggiatura. Quando si lavorano pezzi ad alta-durezza, la velocità di avanzamento deve essere opportunamente ridotta.
Inserto rettangolare/quadrato
Viene utilizzato principalmente per la finitura e la contornatura e presenta un'ampia area di contatto della punta dell'utensile e una forza di taglio bilanciata. È adatto per la lavorazione ad avanzamento elevato-o per il taglio continuo-a lungo termine e può migliorare la finitura superficiale.
Inserto circolare
Adatto per lavorazione ad alta-velocità, taglio leggero e finitura. Il taglio degli angoli arrotondati riduce le vibrazioni e migliora la qualità della superficie, rendendolo particolarmente adatto alla lavorazione di alluminio e leghe di rame e riducendo il rischio di formazione di bordi di riporto.
Secondo il metodo di taglio
Gli inserti da taglio in metallo duro possono essere classificati in inserti per sgrossatura, inserti di finitura, inserti per scanalatura, inserti per alesatura e inserti per filettatura, a seconda del metodo di taglio. La scelta del metodo di taglio appropriato aiuta a migliorare l'efficienza della lavorazione e la finitura superficiale e prolunga la durata dell'utensile.
- Inserti per sgrossatura: Adatto per grandi profondità di taglio e velocità di avanzamento elevate, consentendo la rimozione rapida di grandi quantità di materiale. Questi inserti sono generalmente caratterizzati da una struttura rinforzata e da un ampio raggio della punta per evitare scheggiature.
- Inserti di finitura: Utilizzato per migliorare la finitura superficiale dei pezzi, con una profondità di taglio ridotta e un design geometrico fine, adatto per processi di semi-finitura o finitura.
- Inserti per scanalatura: appositamente progettato per il taglio di scanalature o aperture, che richiedono elevata stabilità e resistenza alla scheggiatura durante la lavorazione.
- Inserti noiosi: utilizzato per la lavorazione dei fori. Il design dell'angolo e della rigidità dell'inserto garantisce la precisione del diametro del foro e la ruvidità della superficie interna.
- Inserti per filettatura: Utilizzati per la filettatura, in genere hanno un angolo della punta appositamente progettato per garantire precisione e stabilità della filettatura.
Per grado
Il grado degli inserti in metallo duro determina la durezza, la tenacità, la resistenza all'usura e la stabilità termica dell'utensile, rendendolo un fattore fondamentale nella selezione dell'inserto. Diversi gradi di inserti sono adatti a diversi materiali e processi di lavorazione.
- Grado P (lavorazione dell'acciaio): Elevata resistenza all'usura, adatta per il taglio ad alta-velocità di acciaio al carbonio e acciaio legato. La lavorazione ad alta velocità di avanzamento può prolungare la durata dell'utensile e garantire la finitura superficiale del pezzo.
- Grado M (acciaio inossidabile): unisce tenacità e resistenza all'usura, prevenendo efficacemente la scheggiatura. Adatto per la lavorazione di acciaio inossidabile austenitico e acciaio resistente alla corrosione-.
- Grado K (ghisa): Elevata resistenza all'usura, trucioli anti-adesivi, adatti alla lavorazione di ghisa grigia e ghisa duttile, con forte stabilità.
- Grado N (metalli non-ferrosi): elevata tenacità, basso attrito, previene il tagliente di riporto-, adatto per la finitura di alluminio, rame e loro leghe.
- Grado S (lega ad alta temperatura): Ha elevata durezza e resistenza al calore ed è adatto per la lavorazione di leghe di titanio, leghe ad alta temperatura a base di nichel- e acciaio ad alta resistenza.
- Grado H (acciaio temprato): durezza e resistenza all'usura estremamente elevate, adatte per pezzi in acciaio temprato e ad alta-durezza. La velocità di taglio deve essere controllata durante la lavorazione-a carico elevato.
- Consulenza professionale: La selezione della qualità dell'utensile richiede una considerazione completa del materiale del pezzo, della profondità di lavorazione, della velocità di taglio e della geometria dell'utensile. La selezione errata della qualità può causare scheggiature o usura prematura, compromettendo l'efficienza produttiva e la qualità del pezzo.
Secondo il rivestimento
La tecnologia di rivestimento degli inserti può migliorare significativamente la resistenza all'usura, la resistenza al calore, la resistenza alla scheggiatura e l'efficienza di rimozione del truciolo. La scelta del rivestimento giusto può migliorare l’efficienza della lavorazione e prolungare la durata dell’utensile.
- TiN (nitruro di titanio): Aumenta la durezza dell'utensile da taglio, riduce l'attrito di taglio, è adatto per la lavorazione dell'acciaio generale e può prolungare la durata dell'utensile di circa il 30%.
- TiAlN (nitruro di titanio e alluminio): Elevata resistenza al calore, adatta per il taglio ad alta-velocità e la lavorazione dell'acciaio inossidabile e può mantenere la stabilità dell'utensile in condizioni di taglio a secco.
- AlTiN (nitruro di alluminio e titanio): resistente all'usura-e alle alte-temperature, adatto per pezzi ad alta-durezza o condizioni di taglio a secco e può ridurre la rottura della punta dell'utensile.
- Rivestimento CVD/PVD multi-strato: protegge l'utensile da taglio con più strati di materiale, prolungandone la durata ed è adatto per lavorazioni pesanti-o lavorazioni continue-a lungo termine.
Guida alla selezione degli utensili da taglio in metallo duro
Quando si selezionano gli utensili da taglio, è necessario considerare in modo completo il materiale del pezzo, il processo di lavorazione, le attrezzature di lavorazione e i parametri dell'utensile da taglio.
- Materiale del pezzo: Materiali diversi hanno requisiti diversi in termini di durezza, tenacità e resistenza all'usura.
- Processi di lavorazione: tornitura, fresatura, foratura, scanalatura o finitura. Diversi processi hanno requisiti per la forma dell'utensile da taglio e il metodo di taglio (come utensili da taglio per sgrossatura o finitura).
- Attrezzature di lavorazione: La velocità del mandrino e la velocità di avanzamento di un tornio CNC o manuale influenzeranno la scelta degli utensili da taglio.
- Combinazioni di parametri della lama: forma, qualità e rivestimento devono corrispondere ai materiali e ai processi per garantire efficienza e qualità della superficie.
Casi applicativi comuni
- Tornitura ad alta-velocità dell'acciaio: Grado P + rivestimento TiAlN + CNMG + inserti di sgrossatura, seguiti da finitura per migliorare la finitura superficiale.
- Lavorazione a media-velocità di acciaio inossidabile: Grado M + TiAlN/AlTiN + DNMG + inserti di finitura.
- Finitura in lega di alluminio: Grado N + TiN + RCMT + inserti di finitura per ridurre-il tagliente di riporto.
- Lavorazione di leghe di titanio o leghe ad alta-temperatura: Grado S + rivestimento multistrato AlTiN-+ TNMG + inserti combinati di sgrossatura + finitura.
Che si tratti di tornitura, fresatura, foratura o lavorazione di precisione ad alta-difficoltà, la corretta corrispondenza dei parametri dell'inserto può ridurre significativamente la resistenza al taglio, prolungare la durata dell'utensile, ridurre i tempi di fermo e abbassare i costi di produzione.
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