Stanford Advanced Materials ha fornito soluzioni CBN per utensili aerospaziali

Introduzione

Stanford Advanced Materials (SAM) è lieta di condividere una storia di successo nell'utilizzo del nitruro di boro cubico (cBN), un materiale superduro noto per la sua eccezionale stabilità termica e inerzia chimica. Le soluzioni SAM per il cBN hanno aiutato un importante produttore aerospaziale a risolvere gravi problemi di usura degli utensili nella lavorazione di alta precisione di leghe ferrose temprate.

Lisa Ross, ingegnere ceramico seniordi SAM, afferma che:

"Il nitruro di boro cubico offre agli ingegneri un vantaggio, in senso letterale e figurato, laddove il diamante è insufficiente. Questo è esattamente il tipo di soluzione ad alte prestazioni e specifica per le applicazioni che SAM è in grado di fornire".

Caso di studio sul nitruro di boro cubico

--La sfida: l'usura degli utensili nella lavorazione aerospaziale

Un importante produttore di componenti aerospaziali ha presentato a SAM un problema significativo. Le loro linee di produzione, che prevedevano la lavorazione di precisione di acciaio temprato e superleghe a base di nichel per parti di motori a reazione, stavano subendo un grave degrado degli utensili. Anche gli utensili in carburo rivestiti non reggevano e quelli in diamante reagivano chimicamente con i metalli ferrosi.

I punti critici erano i seguenti:

• frequenti cambi di utensili che interrompevano la produzione
• Usura dei bordi e perdita di tolleranza del pezzo
• Eccessivo calore durante il taglio ad alta velocità
• Aumento dei costi a causa della breve durata degli utensili

Il cliente richiedeva un prodotto con resistenza alle alte temperature, all'usura chimica e in grado di rimanere affilato anche in condizioni di lavorazione estreme.

--La soluzione di SAM: Inserti e polveri di nitruro di boro cubico

Stanford Advanced Materials, dopo aver esaminato a fondo l'applicazione, ha consigliato la sua gamma di prodotti in nitruro di boro cubico (cBN). L'azienda fornisce polveri di cBN di elevata purezza, appositamente studiate per la produzione di utensili da taglio sinterizzati, e inserti da taglio in cBN preconfezionati, appositamente studiati per la lavorazione di leghe ferrose.

Perché utilizzare ilnitruro di boro cubico (cBN)? Innanzitutto, il cBN è secondo solo al diamante in termini di durezza e quindi offre un'ottima resistenza all'usura. Inoltre, ha un'eccezionale stabilità termica, con prestazioni continue a temperature fino a 1350 °C in aria. È chimicamente inerte, il che lo rende non reattivo al ferro o all'acciaio, e resiste a reazioni indesiderate durante la lavorazione. Infine, il cBN ha una migliore ritenzione del tagliente, soprattutto in condizioni di taglio a secco o ad alta velocità, che si traduce in una maggiore durata dell'utensile e stabilità delle prestazioni. L'insieme di questi vantaggi fa del cBN un materiale di elezione per le applicazioni industriali estreme.

SAM ha anche fornito consulenza tecnica sulla selezione degli utensili, sulle condizioni di taglio e sull'integrazione delle operazioni CNC. L'obiettivo era ottimizzare la durata degli utensili senza sacrificare la precisione dimensionale e la ripetibilità nella produzione di grandi serie.

--L'implementazione e i risultati

Il cliente del settore aerospaziale ha incorporato gli utensili SAM in cBN nelle applicazioni di finitura delle pale delle turbine e delle staffe in acciaio strutturale. I risultati delle prestazioni hanno mostrato vantaggi chiari e misurabili:

• La durata degli utensili è stata 4,5 volte superiore, riducendo la frequenza di sostituzione degli utensili e i tempi di inattività.
• Riduzione del 18% dei tempi di ciclo di lavorazione grazie a velocità di taglio più elevate.
• Miglioramento della finitura superficiale e della tolleranza dimensionale per soddisfare gli standard di qualità aerospaziale
• Riduzione del 32% del costo complessivo degli utensili in sei mesi di test.

Questi vantaggi hanno portato all'implementazione in tutta l'azienda di utensili in cBN sulle linee di lavorazione di leghe elevate dell'azienda. Il miglioramento delle prestazioni ha permesso agli ingegneri di rispettare i tempi di consegna più brevi, riducendo gli scarti e le rilavorazioni.

Che cos'è il nitruro di boro cubico?

Ilnitruro di boro cubico (cBN) è un materiale sintetico superduro con una struttura cristallina cubica, simile al diamante. Il cBN non ha reazioni chimiche con i metalli ferrosi come il diamante ed è quindi ideale per la lavorazione di acciai temprati, ghise e superleghe.

Di seguito sono riportate le caratteristiche principali del cBN:

I prodottiSAM in cBN sono progettati per soddisfare i requisiti delle applicazioni aerospaziali, automobilistiche e di produzione avanzata e sono disponibili in polvere, inserti sinterizzati o forme composite.

Ulteriori letture: Perché il nitruro di boro cubico è definito un materiale superduro?

Applicazioni del nitruro di boro cubico

Il nitruro di boro cubico (cBN) trova ampi impieghi.

• È ampiamente utilizzato nella lavorazione di acciai per utensili, acciai temprati e leghe ad alta resistenza grazie alla sua elevata resistenza all'usura e durezza.
• Inoltre, il cBN è utilizzato negli utensili di rettifica di precisione per le parti aerospaziali e automobilistiche, dove la precisione e la durata sono di estrema importanza.
• Viene anche utilizzato come rivestimento resistente all'usura su stampi e utensili di formatura per aumentarne la durata.
• Inoltre, il cBN viene utilizzato in componenti resistenti al calore progettati per applicazioni di taglio ad alta velocità.
• Grazie alla sua ineguagliabile durata e alla superiore stabilità termica, il cBN è generalmente il materiale preferito quando gli utensili in diamante e carburo non sono più praticabili.

Conclusione

Ilnitruro di boro cubico (cBN) ha un valore estremamente elevato come materiale per utensili da taglio, perché possiede una miscela unica di elevata durezza e stabilità termica e chimica. Stanford Advanced Materials (SAM) è un fornitore leader a livello mondiale di ceramiche ingegnerizzate e materiali duri. Per saperne di più sui prodotti SAM in cBN o per ricevere un preventivo personalizzato, visitate la homepage.