Xu hướng mềm trong gia công kim loại

Do những kim loại này có độ cứng, rắn không cao nên các dao cơ khí dễ dàng cắt, vì thế phế phẩm cắt (mạt giũ) có thể dính vào tấm kim loại hoặc lưỡi cắt, làm cho chi tiết khó được gia công, tăng độ mài mòn và giảm tuổi thọ của dao. Độ phản xạ tốt của các kim loại mềm cũng làm cho một số phương pháp gia công không tiếp xúc, như là laze không hiệu quả. Vì vậy, quá trình gia công cần dùng các dụng cụ, máy móc và công nghệ đặc biệt.

Để giảm sự tích luỹ mạt giũ, người ta dùng các chất bôi trơn đặc biệt. Trong đó, một trong những chất bội trơn phổ biến là Alumtap. Alumtap là một hỗn hợp không độc hại được đặc chế cho phù hợp với các tính chất gia công của nhôm và những kim loại mềm khác. Khi được sử dụng trực tiếp, Alumtap, sẽ hạn chế hàn điểm và giảm xu hướng kim loại mềm dính vào lưỡi của dụng cụ cắt. Điều này cải thiện năng lưu ý, kéo dài tuổi thọ của dụng cụ và giúp bề mặt cực mịn vừa sạch vừa sáng.

Oxit ziricni nitơ

Một ví dụ khác là lớp phủ oxit ziriconi nitơ (ZOX), không có titan và được đưa vào sử dụng ở dao phay trong loạt hàng GARANT HPC mới. Lớp phủ ZOX giảm thiểu hệ số ma sát ở lớp cắt và đảm bảo sự phân tán hiệu quả của các phôi gia công. Các giao kết hợp lớp phủ của GARANT còn có những rãnh lớn được đánh bóng và các hốc rỗng được thiết kế đặc biệt để tối ưu hoá quá trình quét bỏ mạt giũ.

Các dao cắt được phủ ZOX, cụ thể phù hợp với các phôi gia công nhôm vốn đòi hỏi chất lượng bề mặt cao. Do lớp phủ không có titan dao cũng thoả mãn được các yêu càu của ngành công nghiệp hàng không là gia công hợp kim nhôm không nhiễm tạp chất. Có 7 loại dao phay đầu HPC từ carbide nguyên khối với lớp phủ ZOX, bao gồm các mũi khoan rãnh siêu nhỏ từ carbide nguyên khối hai răng, dao cắt hình xuyến siêu nhỏ 2 răng, mũi khoan rãnh hình cầu bán kính đầy siêu nhỏ 2 răng, các dao phay ngón thô 3 và 4 răng không có hình khuỷu, dao phay ngón 6 và 8 răng và một loạt các mũi khoan rãnh cầu siêu nhỏ 2 răng.

Các thử nghiệm được tiến hành bằng cách gia công hợp kim nhôm AlCuMg2, với tốc độ cắt 1.130 mét/ phút, với lượng chạy dao là 0,224 mm và độ sâu của vết cắt là 20 mm, bằng dao phay ngón thô từ carbide nguyên khối. Kết quả chứng minh rằng, dao phủ ZOX giảm thời gian gia công và chi phí sản xuất song song với cải thiện chất lượng mặt cắt.

Gia công cơ khí

Nhiều loại thiết bị khác nhau được sử dụng trong gia công, mà ở đó các loại dao cắt, dao phay và các trung tâm gia công là trụ cột.

Các dao dùng cho kim loại mềm không được sơn phủ cũng có thể ở dạng dao cắt carbide nguyên khối. Ví dụ, hàng loạt dao phay carbide nguyên khối 93033 từ WNT với đường kính từ 3 mm đến 20 mm và có dạng hình mài đơn không có góc sau. Hình dáng này làm cho lưỡi cắt rất bền và sắc, tạo tốc độ cắt và lượng chạy dao cắt thông thường.

Thực ra, WNT (Anh) đang báo cáo sự gia tăng tốc độ tới 25% và lượng ăn dao tăng vọt lên 250% trong những lần cắt thực nghiệm. Cấu trúc hình học và góc xoắn được thiết kế đặc biệt tăng độ phân tán mạt giũ và góp phần vào nâng cao hiệu lưu ý công cụ. Những dao cắt này lí tưởng cho gia công những rãnh dày, do lõi của nó cực kì chắc chắn, với khả năng phay rãnh toàn phần gấp 1,5 lần so với bán kinh gia công bởi quá trình trực tiếp.

WNT cũng có nhiều loại insert dành cho gia công nhôm, titan và các hợp kim nhẹ khác, để cung cấp cho người sử dụng lợi ích giá/ cạnh rõ rệt. Trước đó, những insert cần có lưỡi cắt sắc phải được mài để đạt được độ chính xác, phải thoả mãn những yêu cầu về khả năng lặp lại cũng như chất lượng bề mặt bên phần được gia công.

Tiết kiệm chi phí

Hiện nay, với sự tiến bộ của công nghệ nén, các insert có thể đạt được khoảng cách 90% hiệu suất và năng suất của insert tán sẵn với chi phí tiết kiệm có thể tăng lên tới 40%. Ví dụ, insert điển hình DCXT 11T304 từ loạt hàng mới này có giá 2,84 bảng Anh (1,42 bảng/ lưỡi), trong khi insert tán sẵn tương đương DCGT 11T304 có giá 4,11 bảng (2,05 bảng/ lưỡi).

Hệ thống dao tháo lắp sử dụng các insert là OvalFlex, được thiết kế bởi Ceraizit, dùng cho gia công các bánh hợp kim nhôm. Hình oval đã đăng kí bằng sáng chế của hệ thống làm cho chiều cao lắp ráp của dao cao hơn các dao bình thường, cải thiện độ bền cho toàn bộ hệ thống dao. Giao diện hình oval liên kết chuôi dao với đầu dao. Bốn bề mặt dạng côn xung quanh giao diện tạo kết nối chính xác với mặt định vị theo cả phương hướng tâm và trục.

Hệ thống OvalFlex cũng gia tăng khả năng linh hoạt để ráp nhiều loại đầu dao vào chuôi. Trong hầu hết các trường hợp, dao chuyên dụng không còn cần thiết nữa. Các insert với nhiều bán kính khác nhau có thể sử dụng được trong cùng một dao. Ví dụ, X32 một insert đặc biệt của Ceratizit, lớn hơn các insert khác và cực kì bền vững. Nhờ vào các mặt chóp có góc 300, vị trí chinh xác không còn là vấn đề. Bên cạnh đó insert cân bằng lực cắt ngang tốt hơn. X32 được bảo vệ chống lại cắt kéo nhờ vào các mặt chóp dạng hình côn. Insert có bán kính 4 mm, 3mm hoặc 2mm, dạng carbide hoặc PCD (kim cương đa tinh thể), trong đó các insert PCD có rãnh phôi laser để tối ưu hoá việc kiểm soát mạt giũ.

Như vậy, có thể nói đến nay, xu hướng mềm trong gia công kim loại đang có những ưu thế nhất định. Vì vậy, nó cũng hứa hẹn một tương lai khả quan trong ngành công nghiệp nói chung, công nghiệp cơ khí nói riêng.