Verspanen hogesterkte stalen vergt extra aandacht
Ook in de verspaning zie je steeds vaker zwavelarme materialen of warmtebehandelde materialen op de freesbank opgespannen. Dat heeft consequenties voor standtijd en bewerkingstijden, toont de praktijk bij Robert Bosch. Hogesterkte stalen verspanen vergt een andere aanpak.
Dieselinjectoren
Fabian Felderhoff van de Robert Bosch fabriek in het Duitse Bamberg ging onlangs tijdens het verspaningscongres van het ISF Dortmund in op de ervaringen die men hier heeft met het verspanen van hogesterkste stalen. In de fabriek in Bamberg worden naast bougies en lambdasondes ook 50.000 nozzles voor het dieselinjectiesysteem per dag gemaakt. Veelal ondergaan de materialen voor de bewerking al een warmtebehandeling. Een kritische bewerking is het boren van de injectorhouders, met een hoge lengte/diameter verhouding: 2 mm diamater, 100 mm diep. In de fabriek werken alleen al 45 gereedschapslijpers en 28 medewerkers die de gereedschappen voorinstellen. “Echte serieproductie dus”, vat Felderhoff samen.
Slijtage en boortijd
In de Duitse fabriek heeft men verschillende materialen met elkaar vergeleken, onder andere C45Pb (28 HRc) met 50CrMo4+QT (35 HRc) en martensitisch staal 50CrMo4+QT met bainitisch gehard staal 20MnCrMo7+BY, beide rond de 40 HRc. De reden hiervoor is dat de injectiesystemen van dieselmotoren met steeds hogere drukken werken: er wordt al getest met een werkduk van boven de 2500 bar. De hoge oppervlaktekwaliteit is een belangrijk uitgangspunt. Het referentiemateriaal is C45Pb met een hardheid van 28 HRc. In zijn algemeenheid geldt dat hoe harder het materiaal, des te groter de slijtage van het gereedschap. De boortijden nemen toe tot net niet het dubbele, de voeding daalt bij gehard staal gemiddeld tot 70 procent, vergeleken met het referentiemateriaal. Uitschieters zijn er tot slechts 17 procent van de oorspronkelijke voeding.
Invloed coating
De invloed van het gereedschapmateriaal is ook groot. “Na 30 meter boren met een standaard hardmetalen gereedschap met een Ti-coating zie je al slijtage. De korrels van het volhardmetaal breken uit”, aldus Felderhoff. Als vuistregel geldt dat hoe fijner de hardmetalen korrel is, des te langer is de standtijd bij het boren van hoogsterkte stalen. Desondanks is een coating als bescherming noodzakelijk, maar een standaard TiN-coating is niet meer voldoende, meent men bij Robert Bosch. Welke coating dan het meest geschikt is, durft Fabian Felderhoff nog niet te zeggen. “Daar zullen we nog verder onderzoek naar moeten doen.” Overigens is niet alleen de coating belangrijk, ook de wijze waarop het gereedschap gecoat wordt. Kleine droplets in de coating moeten ten alle tijden voorkomen worden, wat vaak een aanpassing van het PVD-proces zal vergen. Ook preparatie van de snijkanten draagt bij aan het verhogen van de standtijd. Wel waarschuwt Felderhoff voor beschadigingen die ontstaan door het prepareren van de snijkanten. Bij het verspanen van hoogsterkte stalen luister dit erg kritisch.
Meer informatie
