Défi : Résoudre des problèmes tels que la durée de vie de l'outil et l'écaillage lié à la sécurité de la production, l'écaillage du revêtement et la fissuration thermique dans les opérations de surfaçage.
Solution : La nouvelle nuance GC1130 utilise un substrat à haute teneur en chrome à grain fin et un revêtement PVD de la technologie Zertivo™, qui améliore considérablement l'adhérence substrat/revêtement et l'intégrité des arêtes de coupe.
L'écaillage du revêtement de la plaquette et l'écaillage de l'arête de coupe sont des phénomènes courants dans les opérations de surfaçage difficiles et entraînent une réduction de la durée de vie de l'outil. Ces problèmes sont souvent observés dans les passes complexes, les longs porte-à-faux, les poches profondes et les opérations de coupe à l'eau.
Sandvik Coromant a développé une nouvelle nuance de plaquette, GC1130, qui utilise un revêtement PVD produit avec la technologie Zertivo™ sur un substrat à grain fin à haute teneur en chrome. Le GC1130 est principalement utilisé pour l'usinage de l'acier (ISO-P), en même temps, il peut également être bien utilisé pour l'usinage de matériaux mixtes.
Les ingénieurs R&D de Sandvik Coromant ont relevé le défi d'améliorer encore une fois la nuance d'acier PVD avancée GC1030. Sur la base d'une analyse systématique des besoins des clients, le personnel R&D a complété cette amélioration en réalisant de nombreux tests d'usinage. Ces tests sont tous réalisés dans de vrais ateliers d'usinage, et l'équipe R&D a été fortement soutenue par les clients.
Le personnel de R&D a analysé les résultats des tests et a trouvé trois problèmes principaux : l'écaillage près de la ligne de bord, le pelage du revêtement et les fissures thermiques (voir la figure ci-dessous). Les matériaux existants sont déjà suffisamment résistants à l'usure chimique et abrasive, de sorte qu'aucun changement n'est nécessaire dans ces domaines. Ce qu'il faut faire, c'est optimiser l'interaction entre le carbure et le revêtement pour maximiser l'intégrité de la plaquette.
La matrice de GC1130 est très dure et résistante à l'usure, ce qui est déterminé par la teneur élevée en chrome et la structure à grains fins de sa composition. La structure du grain de carbure de tungstène augmente la résistance des bords et permet des performances meilleures et plus équilibrées.
Le revêtement GC1130 contient du titane, de l'aluminium et du chrome pour résister à la fois à l'usure continue et aux attaques chimiques. Sa structure, en particulier la taille des particules de revêtement et la structure nano-couche, peut minimiser l'apparition de fissures thermiques et d'écaillage.
Plusieurs composants du matériau de la lame interagissent, un composant affectant les propriétés des autres composants. Le processus de contrôle avancé utilisé par la technologie Zertivo peut optimiser l'interaction entre le revêtement et le substrat pour mieux éviter le problème de pelage du revêtement et de petits éclats près de la ligne de coupe, afin de réaliser le plein potentiel du matériau.
GC1130 est la première nuance de fraisage Zertivo avec une arête de coupe très résistante. Le substrat solide et le revêtement optimisé peuvent résister efficacement à l'écaillage et à la fissuration de la ligne de bord dans des conditions de traitement difficiles, telles que les changements de température lors de la coupe humide sont des conditions difficiles courantes.
Les premiers produits GC1130 sont sortis le 1er octobre 2015 pour les plaquettes de 7 mm et 11 mm pour la fraise CoroMill 390. Le GC1130 est particulièrement adapté aux plaquettes CoroMill 390-07, qui peuvent être utilisées dans une large gamme de fraisage d'épaulement répétitif exigeant et de fraisage d'épaulement à long porte-à-faux ainsi que dans les applications de tournage-fraisage.
Opération: fraisage de face de bielle
Matériau : acier faiblement allié
Matériau de la lame : GC1130
Paramètres de coupe
CG1130
en conclusion
Les lames existantes ont été mises au rebut après 27 minutes d'utilisation. Le GC1130 offre une durée de vie d'outil deux fois plus longue et améliore considérablement l'économie de production.
Au cours de la phase de pré-recherche du projet, les développeurs ont effectué des opérations de fraisage ciblées et identifié plusieurs principaux types d'usure.
dans le sens des aiguilles d'une montre de gauche à droite
Décollement du revêtement - 25 pour cent
Usure abrasive/chimique - 15 pour cent
Fissures à chaud - 25 %
Éclater - 35 %
CVD et PVD
Les revêtements CVD (dépôt chimique en phase vapeur) consistent en diverses combinaisons de carbonitrure de titane (TiCN), d'oxyde d'aluminium (AL2O3) et de nitrure de titane. Ce processus chimique a lieu à des températures élevées entre 700 et 1050 degrés. Les principaux avantages des revêtements CVD sont une résistance élevée à l'usure et une très bonne résistance à la chaleur.
Les revêtements PVD (Physical Vapor Deposition) sont produits par des réactions physiques à des températures relativement basses (400 à 600 degrés). Les revêtements couramment utilisés comprennent les nitrures, les carbonitrures, les oxydes et les oxynitrures. Le métal brut, généralement une combinaison de titane et d'aluminium, s'évapore dans l'azote et laisse une fine couche de nitrure sur l'outil. Les nuances PVD sont généralement utilisées pour les lames dures et tranchantes. La contrainte de compression de cette méthode de revêtement augmente la dureté de la lame et empêche la génération de fissures thermiques.
Zertivo
Zertivo est une technologie de production exclusive développée par Sandvik Coromant pour les matériaux PVD. Zertivo peut améliorer l'ensemble du processus de production de revêtement en contrôlant avec précision les paramètres clés du processus pour obtenir un revêtement qui correspond parfaitement au matériau cible.
Outre la nuance de fraisage GC1130, la technologie Zertivo est désormais également disponible pour la nuance de perçage CoroDrill 880 GC4344. La composition et la structure de ce matériau sont différentes du GC1130, qui peut répondre aux besoins particuliers des clients.
