Das Unternehmen präsentierte die Ergebnisse einer detaillierten Studie, in der Inconel 625-Vollstäbe mit den neuen Sanicro 60-Hohlstäben verglichen wurden.
Inconel 625 (UNS-Nummer N06625) ist eine hochbeständige Nickelbasis-Superlegierung, die aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Hitzebeständigkeit seit ihrer Entwicklung in den 1960er Jahren in der Schifffahrt, der Kerntechnik und anderen Industrien eingesetzt wird. Sie bietet einen erhöhten Schutz vor Korrosion und Oxidation.
Der neue Challenger ist eine Hohlstabvariante des Sanicro 60 (auch bekannt als Alloy 625). Der neue Hohlkern von Sandvik bietet in bestimmten Anwendungsbereichen des Inconel 625, einer hochfesten Nickel-Chrom-Legierung, die extrem hohen Temperaturen in chlorhaltigen Umgebungen standhält, eine verbesserte Leistung. Er ist beständig gegen interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion und weist einen Pitting Resistance Equivalency (PRE)-Wert von über 48 auf.
Ziel der Studie war die umfassende Bewertung und der Vergleich der Bearbeitbarkeit von Sanicro 60 (Durchmesser = 72 mm) mit der von Inconel 625 (Durchmesser = 77 mm). Bewertungskriterien waren Werkzeugstandzeit, Oberflächenqualität und Spankontrolle. Was wird sich durchsetzen: die neue Hohlstangen-Rezeptur oder die traditionelle Vollstangen-Rezeptur?
Das Evaluierungsprogramm bei Sandvik Coromant in Mailand, Italien, besteht aus drei Teilen: Drehen, Bohren und Gewindeschneiden.
Das horizontale Bearbeitungszentrum (HMC) von MCM wird für Bohr- und Gewindeschneidversuche eingesetzt. Drehbearbeitungen werden auf einer Mazak Integrex Mach 2 mit Capto-Aufnahmen und interner Kühlung durchgeführt.
Die Werkzeugstandzeit wurde durch die Bewertung des Werkzeugverschleißes bei Schnittgeschwindigkeiten von 60 bis 125 m/min unter Verwendung einer für das Schlichten und Schruppen geeigneten Legierung S05F ermittelt. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der einzelnen Tests wurde der Materialabtrag pro Schnittgeschwindigkeit anhand von drei Hauptkriterien gemessen:
Als weiteres Kriterium für die Bearbeitbarkeit wird die Spanbildung bewertet und überwacht. Die Prüfer untersuchten die Spanbildung bei Wendeschneidplatten mit unterschiedlichen Geometrien (Mazak Integrex 2 mit PCLNL-Halter und CNMG120412SM S05F-Dreheinsatz) bei einer Schnittgeschwindigkeit von 65 m/min.
Die Oberflächenqualität wird nach strengen Kriterien beurteilt: Die Oberflächenrauheit des Werkstücks darf Ra = 3,2 µm und Rz = 20 µm nicht überschreiten. Es muss außerdem frei von Vibrationen, Verschleiß und Aufbauschneiden (BUE – Materialaufbau an Schneidwerkzeugen) sein.
Für die Bohrversuche wurden mehrere Scheiben aus demselben 60 mm langen Stab geschnitten, der auch für die Drehversuche verwendet worden war. Das Bohrloch wurde 5 Minuten lang parallel zur Stabachse gebohrt, und der Verschleiß der Werkzeugrückseite wurde regelmäßig erfasst.
Der Gewindeschneidtest bewertet die Eignung von Hohlstahl Sanicro 60 und Vollstahl Inconel 625 für diesen wichtigen Prozess. Alle in den vorangegangenen Bohrversuchen erzeugten Bohrungen wurden verwendet und mit einem Coromant M6x1 Gewindebohrer geschnitten. Sechs davon wurden in ein horizontales Bearbeitungszentrum MCM eingespannt, um verschiedene Gewindeoptionen zu testen und die Steifigkeit während des gesamten Gewindeschneidvorgangs sicherzustellen. Nach dem Gewindeschneiden wird der Durchmesser der entstandenen Bohrung mit einem Messschieber gemessen.
Die Testergebnisse waren eindeutig: Hohlstäbe aus Sanicro 60 übertrafen Vollstäbe aus Inconel 625 hinsichtlich Lebensdauer und Oberflächengüte. Auch beim Spanformen, Bohren, Gewindeschneiden und Gewindebohren schnitten sie genauso gut ab wie Vollstäbe.
Die Standzeit von Hohlstäben ist bei höheren Schnittgeschwindigkeiten deutlich länger als die von Vollstäben und bei einer Schnittgeschwindigkeit von 140 m/min mehr als dreimal so lang. Bei dieser höheren Geschwindigkeit hielt der Vollstab nur 5 Minuten, während der Hohlstab eine Standzeit von 16 Minuten aufwies.
Die Standzeit von Sanicro 60 blieb bei steigender Schnittgeschwindigkeit stabiler; selbst bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit von 70 auf 140 m/min verringerte sich die Standzeit nur um 39 %. Dies entspricht einer um 86 % geringeren Standzeit als bei Inconel 625 bei gleicher Geschwindigkeitsänderung.
Die Oberfläche eines Hohlstabrohlings aus Sanicro 60 ist deutlich glatter als die eines Vollstabrohlings aus Inconel 625. Dies ist sowohl objektiv (die Oberflächenrauheit überschreitet nicht Ra = 3,2 µm, Rz = 20 µm) als auch visuell anhand von Kanten, Vibrationsspuren oder Beschädigungen der Oberfläche durch Spänebildung messbar.
Der Hohlschaft aus Sanicro 60 schnitt im Gewindetest genauso gut ab wie der ältere Vollschaft aus Inconel 625 und zeigte ähnliche Ergebnisse hinsichtlich Flankenverschleiß und relativ geringer Spanbildung nach dem Bohren.
Die Ergebnisse belegen eindeutig, dass Hohlstangen eine verbesserte Alternative zu Vollstangen darstellen. Die Werkzeugstandzeit ist bei hohen Schnittgeschwindigkeiten dreimal länger als bei vergleichbaren Produkten. Die Sanicro 60 zeichnet sich nicht nur durch eine längere Lebensdauer aus, sondern arbeitet auch effizienter, schneller und mit höherer Leistung bei gleichbleibender Zuverlässigkeit.
Angesichts des zunehmenden Wettbewerbs auf dem globalen Markt, der Maschinenbediener zu einer langfristigen Betrachtung ihrer Materialinvestitionen zwingt, ist die Fähigkeit von Sanicro 60, den Verschleiß an Bearbeitungswerkzeugen zu reduzieren, ein Muss für alle, die ihre Margen steigern und wettbewerbsfähigere Produktpreise erzielen wollen. Das ist von großer Bedeutung.
Die Maschine wird dadurch nicht nur länger halten und die Umrüstungen werden reduziert, sondern durch die Verwendung eines Hohlkerns kann der gesamte Bearbeitungsprozess umgangen werden, wodurch die Notwendigkeit eines Mittellochs entfällt und potenziell viel Zeit und Geld gespart wird.