Kierretapit ja -jyrsimet titaanille ja nikkeliseoksille

Ilmailuteollisuudessa on tällä hetkellä vahvaa kysyntää luotettaville koneistusratkaisuille. Sandvik Coromant vastaa haasteeseen tuomalla markkinoille uusia kierretappeja ja -jyrsimiä ISO S -materiaalien eli titaanin ja nikkelipohjaisten seosten koneistukseen. Uutuustuotteiden suunnittelutavoitteina oli erinomainen prosessivarmuus esimerkiksi turbiinipesien tapaisten kalliiden työkappaleiden koneistuksessa, siis käytännössä vähemmän susikappaleita ja tuotantokatkoksia.

CoroTap 200 SM, 300 SM (kuvassa vas.) ja 300 SD (kuvassa oik.) ovat uusia kierretappeja ISO S -materiaalien, esim. titaanin ja nikkeliseosten koneistukseen.

Titaanin kierteityksen tasalaatuisuuden ja toistettavuuden maksimoimiseksi optimoiduissa uusissa tapeissa on haastaville materiaaleille soveltuva pieni rintakulma sekä innovatiivinen, kulumiskestävä ACN-pinnoite (alumiinikrominitridi), joka ehkäisee lastuttavan aineen hitsautumista terään. Vaikeille materiaaleille tyypillisten lastutukosten estämiseksi kierretapeissa on lisäksi kitkaa pienentävä iso sivupäästökulma. Nikkeliseoksille tarkoitetuissa kierretapeissa puolestaan on tukevuuden maksimoiva pienennetty kierukkakulma (10°).

Uusien kierrejyrsinten kierremuoto on MJ eksoottisten materiaalien kierrejyrsintään optimaalisella 27°:n kierukkakulmalla. MJ-kierteet ovat ilmailuteollisuudessa tyypillisiä, koska niiden muoto vähentää kierteen tyven jännityksiä.

”Nikkeliseosten kierteityksessä tärkeintä on kierrekoon kannalta juuri oikean kokoinen reikä”, sanoo Sandvik Coromantin kierteitystuotteista vastaava tuotepäällikkö Steve Shotbolt . ”Pienentämällä sisä- ja ulkokierteen yhteisen liittymispituuden osuutta kierteen harjakorkeudesta pystytään myös vähentämään kierteityksessä vaadittua vääntömomenttia, jolloin tapin katkeamisriski pienenee. Tavanomainen 75 %:n liittymispituus on havaittu lujille materiaaleille tarpeettoman isoksi, sillä useimpiin tarkoituksiin riittää hyvin 50–60 %.”

Titaaniseokset, vaikkapa Ti6Al4V, ovat kierteityksen kannalta vaativampia kuin useimmat muut metalliseokset. Titaani esimerkiksi johtaa huonosti lämpöä, joten lastuavan terän rintapinnalla ja särmillä on taipumus kuumeta sen sijaan että lämpö siirtyisi työkappaleen ja koneen rakenteiden kautta. Kertyvä lämpö voi aiheuttaa särmämurtumia ja lyhentää kierretapin kestoikää. Lisäksi titaanin suhteellisen alhainen kimmokerroin ja korkea vetolujuus aiheuttaa joustoilmiön, jossa työkappale ”puristaa” kierretappia ja seurauksena voi olla kierteen hitsautuminen ja repeily. Samalla tapin vaatima vääntömomentti kasvaa, ja sen kestoikä lyhenee.

Sandvik Coromantin uudet kierretapit on suunniteltu vastaamaan näihin haasteisiin, joten ne tehostavat monien ilmailukomponenttien valmistusta, mukaan lukien vaikkapa turbiinipesät, akselit ja kiekot ja oikeastaan mitkä tahansa ISO S -materiaaleista tehdyt moottoriosat, joissa on napoja ja/tai laippoja. Samalla nämä työkalut soveltuvat ihanteellisesti muillekin titaania ja nikkeliseoksia käyttäville aloille, kuten öljy- ja kaasuteollisuuteen, pumppu- ja venttiilituotantoon sekä lääketieteen tekniikkaan.

Uusi CoroTap® 200 SM on tarkoitettu läpireikiin ja titaanille, CoroTap 300 SM umpireikiin ja titaanille sekä CoroTap 300 SD umpireikiin ja nikkeliseoksille. Kierrejyrsintään Sandvik Coromant esittelee uuden R217-jyrsimen MJ-kierremuodoille.

CoroTap 300 SM yli kaksinkertaisti asiakkaan testissä Inconel 718 -työkappaleen kierteityksen tuottavuuden: yhdellä tapilla voitiin valmistaa 17 kierrettä (kilpailijan tapilla 8). Kone oli DMG DMU 60 CNC -koneistuskeskus, lastuamisnesteenä käytettiin ulkopuolisesti syötettyä 8 %:n emulsiota, ja kummallakin tapilla käytettiin samoja lastuamisarvoja: karanopeus 251 kierr./min, lastuamisnopeus 6 m/min (19,685 jalkaa/min) ja syöttö 0,907 mm/min (28 kierrettä/tuuma). www.sandvik.coromant.com/fi