Tehokas metallien sorvaus edellyttää työstettävään materiaaliin täsmällisesti sopivien työkalujen valintaa. Onnistunut työkaluvalinta perustuu materiaalin kovuuden, sitkeys- ja lämmönjohtavuusominaisuuksien huolelliseen arviointiin. Sorvaustyökalujen oikea valinta vaikuttaa merkittävästi lopputuotteen mittatarkkuuteen, pinnanlaatuun sekä tuotannon tehokkuuteen. Terämateriaalin, geometrian ja pinnoitteen yhteensopivuus työstettävän metallin kanssa määrittää prosessin onnistumisen ja työkalun käyttöiän.
Mitkä ovat tärkeimmät huomioon otettavat tekijät sorvaustyökalun valinnassa?
Työstettävän materiaalin ominaisuudet määrittelevät ensisijaisesti tarvittavan työkalun vaatimukset. Kun materiaali tunnetaan tarkasti, voidaan valita oikea terälaatu, geometria ja mahdollinen pinnoite. Sorvauksen tyyppi – oli kyseessä sitten sisä- tai ulkosorvaus, uran tai kierteiden sorvaus – asettaa omat vaatimuksensa työkaluvalinnalle.
Koneistusparametrit kuten leikkuunopeus, syöttö ja lastuamissyvyys vaikuttavat suoraan siihen, miten työkalu käyttäytyy sorvausprosessissa. Työkalun geometrian oikealla valinnalla varmistetaan optimaalinen lastunmuodostus ja hallinta. Lisäksi lopputuotteen pinnanlaadun vaatimukset on otettava huomioon jo työkalua valitessa, sillä terägeometria ja terävyys määrittävät saavutettavan pinnanlaadun.
Miten sorvaustyökalun terämateriaalin valinta vaikuttaa eri metallien työstöön?
Terämateriaalin valinta on keskeisessä roolissa sorvattaessa erilaisia metalleja. Kovametalliteräpalat soveltuvat lähes kaikkien metallien työstöön ja ovat yleisin valinta niiden monipuolisuuden vuoksi. Erilaiset pinnoitteet parantavat kovametallien ominaisuuksia entisestään tehden niistä kestävämpiä korkeissa lämpötiloissa.
Pikaterästyökalut (HSS) ovat edullisia ja soveltuvatkin parhaiten pehmeämpien metallien kuten alumiinin ja messingin työstöön. Keraamisia teriä käytetään erityisesti valuraudan ja kovien terästen koneistuksessa, sillä ne kestävät erittäin korkeita lämpötiloja.
Kuutiollinen boorinitriitti (CBN) ja timanttipinnoitetut työkalut ovat kalliimpia vaihtoehtoja, mutta välttämättömiä erittäin kovien materiaalien työstössä. CBN soveltuu erityisesti karkaistun teräksen sorvaukseen, kun taas timanttiterät ovat parhaimmillaan ei-rautametallien ja komposiittien työstössä.
Kuinka sorvausparametrit tulisi optimoida eri metallilaaduille?
Teräkselle suositellaan kohtuullisia leikkuunopeuksia (80-150 m/min) ja syöttöjä riippuen teräslaadusta. Ruostumattomalle teräkselle leikkuunopeuksia tulee usein laskea (60-120 m/min) materiaalin huonomman lämmönjohtavuuden vuoksi. Syötön pitäminen tasaisena auttaa välttämään työkalu- ja kappalevaurioita.
Alumiinia työstettäessä voidaan käyttää huomattavasti korkeampia leikkuunopeuksia (200-600 m/min), mutta terän geometriaan on kiinnitettävä erityistä huomiota lastun hallinnan vuoksi. Titaani puolestaan vaatii matalia leikkuunopeuksia (30-60 m/min) ja runsasta jäähdytystä sen heikon lämmönjohtavuuden takia.
Työkaluteräksen sorvauksessa parametrit määräytyvät pitkälti materiaalin kovuuden mukaan, ja usein vaaditaan erikoispinnoitettuja teriä sekä jäykkää konetta värinöiden estämiseksi.
Mitä erityisominaisuuksia tarvitaan vaikeiden metallien sorvaustyökaluissa?
Vaikeiden metallien, kuten ruostumattoman teräksen, titaanin ja inconelin, työstö asettaa erityisvaatimuksia sorvaustyökaluille. Näille materiaaleille tyypillistä on korkea lujuus, alhainen lämmönjohtavuus ja taipumus työkalujen nopeaan kulumiseen.
Työkaluissa on oltava erinomainen kulumiskestävyys, mikä saavutetaan modernien pinnoitteiden kuten TiAlN, AlCrN tai nanokomposiittipinnoitteiden avulla. Terägeometrian on oltava erityisen luja mutta samalla riittävän terävä, jotta materiaali leikkautuu eikä vain muokkaudu plastisesti.
Lastunmurtajien optimointi on vaikeita materiaaleja työstettäessä erityisen tärkeää, sillä hallitsemattomat pitkät lastut voivat aiheuttaa vaaratilanteita ja pintavaurioita. Tehokas jäähdytys, usein korkeapaineinen lastuamisneste, on välttämätön työkalun käyttöiän pidentämiseksi.
Asiantuntijat apunasi
Suomen terätuonti on kotimainen metallialan erikoisliike, joka tarjoaa laajan valikoiman laadukkaita teräsmateriaaleja ja työkaluja teollisuuden tarpeisiin. Yritys on erikoistunut teräksen maahantuontiin ja toimittaa asiakkailleen korkealaatuisia terästuotteita kilpailukykyiseen hintaan. Suomen terätuonnin palveluihin kuuluvat asiantunteva konsultointi, nopeat toimitukset sekä teräsmateriaalien räätälöinti asiakkaiden yksilöllisten tarpeiden mukaisesti.
