Sandvik-coromant Heat resistant super alloys User Manual

GUIDA ALLE APPLICAZIONISuperleghe resistenti al caloreSANDVIK ITALIASede: Sandvik Coromantc/o Sandvik Italia S.p.A.Via Varesina, 18420156 MILANOTel:

81 5 10 15 20 25 30Il refrigerante dovrebbe essere applicato in tutte le operazioni escluse quelle di fre-satura con inserti ceramici. Il suo vo

98CassaSoluzioni basate sulle caratteristiche geometriche/componentiCaratteristica geometrica: Sgrossatura di fascia per piastra di supportoMater

99Caratteristica geometrica: Lavorazione di raggioMateriale Inconel 718 Fresa R216-20B25-050 Diametro fresa, Dc 20 mmInserto R216-20T3E-M 2040 N

100Anelli - smerliCaratteristica Fresatura di smerli su anello geometrica:Materiale Inconel 718 Fresa CoroMill 390 CoroMill Plura Diametro fresa

101Caratteristica geometrica: Esecuzione di caveMetodo Fresatura trocoidale Materiale Inconel 718 Fresa R216.24-08050 EAK19P 1620 Diametro fresa

102 CoroMill®300 R300-0828E-PL GC1030 1 30 0.18 R300-1240E-PL G1030 2.5 30 0.25 R300-1240E-MM GC2040 2.5 25 0.25

103 6–8 80–200 N/L/R331.1A-04-WL GC1030 35 0.07 8–10 80–200 N/L/R331.1A-05-WL GC1030 35 (N/L/R331.1A) 10–15 80–200 N/L/R331.1A-08-WL GC103

104La foratura nelle HRSA può essere suddi-visa in 5 aree distinte:> Ø 16 – fori passanti per assemblaggioNei motori aerospaziali, le casse, le fla

105Da Ø 20 a Ø 80 mm – fori passanti in componenti con pareti sottili o instabiliPer le casse aerospaziali, che sono grandi componenti con pareti sott

106Utensili per foraturaForatura Dia. foro 3.0 a 20.0 mm Dia. foro 14.0 a 63.5 mm Dia. foro 25 a 65 mm Dia. foro 63.5 a 130* mmIntegrale di metal

107Diametro fresa e foroLa lavorazione in rampa richiede una fresa in grado di operare assialmente. La scelta del diametro è molto importante quando

92. Tornitura di materiali a base di nichel – motore aerospaziale e turbine a gas stazionarieClassificazione delle fasi di lavorazioneIl ciclo di prod

108 5% 10% 15% 20% 25%20%40%60%80%109876543210fz = fzsinθI diametri dei fori possono essere finiti usando l'interpolazione

109CoroMill®327CoroTurn®XS1. Posizionare la fresa centralmente sopra il foro eseguito con la fresa rotante (vc 75) e spostarla assialmente no alla p

110CoroMill® Plura CoroMill® 327 CoroMill® 328 Fresatura di filettiMolti fori in una tipica cassa dei motori aerospaziali richiedono la filettatura. L

111CoroMill®PluraLe filettature sono fresate in un’unica passata e questo utensile a punta multipla realizza un profilo completo corretto, con le opzi

112Dati di taglio iniziali consigliati CoroDrill®Delta-C R846 3–16 Qualità GC1220, da 30 fino a 20-30 0.06–0.12 40 bar, max. run-out 0.02 mm

113 16 26 20 34 25 44 R390-11T331E-ML 2040 2 30 0.10 32 58 40 74 25 38 32 52 34 56 35 58 40 68

114BA20.22Soluzioni per componente/caratteristica geometricaAlberoØ 12 mm20 mm1500 mmØ 120 mmInconel 718

115Foratura nell’industria aerospaziale – motore aero 3. Smussatura Inserto 327R06-1212045-CH 1025Corpo 327-12b30EC-06vc 75 m/min fz 0.1 mm/dente2.

116CBACMC 20.22DSoluzioni per componente/caratteristica geometricaCassa Ø 60 mmØ 22 mm20 mm5 mmØ 8.00 mm15 mm5/16-24 UNFWaspalloy

1171 ForaturaCoroDrill 880 – Ø 21.00 mmInserto centrale – LM 1044 Inserto periferico – LM 1044vc 30 m/min fn 0.05 mm/giro2. Fresatura circolare – for

10ISM – Fase di lavorazione intermedia – profondità di taglio da 0.5 a 5 mmIn questa fase il materiale si trova principal-mente nella condizione final

118TornituraDm = Diametro lavorato mmvc = Velocità di taglio m/minn = Velocità di rotazione mandrino r/minTc = Tempo di lavorazione min

119FresaturaDcap = Diametro di taglio nella reale profondità di taglio, ap mmlm = Lunghezza lavorata mmap = Profondità di taglio mmae = Impegno

120 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Hay

121 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Hay

122 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Jet

123 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Jet

124 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 J16

125 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 J16

126Appunti

127Appunti

11CC6060, CC6065CC670 CC670S05FGC1105 GC1105GC1115H13A H13AGC1125 GC1125GC2025 GC2135GC2035 GC1145Intaglio minimo Intaglio massimoAngolo di regi

128Appunti

High pressure coolant machining for better productivity and resultsMaggiori informazioniInformazioni pratiche e tecniche di applicazione sono disponi

GUIDA ALLE APPLICAZIONISuperleghe resistenti al caloreSANDVIK ITALIASede: Sandvik Coromantc/o Sandvik Italia S.p.A.Via Varesina, 18420156 MILANOTel:

12Usura per sfaldamento superficiale - questo tipo di usura è comune per gli inserti cera-mici nella lavorazione di HRSA. Frammenti del materiale dell

13CNMG DNMG SNMGCNMXkrfnhex ≈ fnhexhexfnapapRCMThex = fn x 0.71L'usura ad intaglio sugli inserti è il pro-blema più importante quando si lavorano

14FSMISMLSMMigliore produttivitàProfondità di taglioPareti sottiliesecuzione di taschein prossimità di spallamentiScelta dell’inserto più adatto alla

15Inserto Xcel – lavorazione altamente produttiva in un raccordoUna soluzione di utensili per la tornitura di semisgrossatura in spallamenti abbina un

1620151050A C EGHFDBA BC DEF GHS05FCNMGGC1105S05FCNMXGC1105S05FGC1105S05FGC1105CNMG GC1105 CNMG S05F CNMX GC1105 CNMX S05FGli inserti sono utilizzabil

17Tornitura di superleghe resistenti al caloreXcel consente di raddoppiare la produttività nelle HRSA a base di nichel, attraverso l’aumento dei dati

High pressure coolant machining for better productivity and resultsMaggiori informazioniInformazioni pratiche e tecniche di applicazione sono disponi

18iCkrapInserti rotondi ed inserti CoroCut® con geometria -ROGli inserti rotondi sono i più robusti e con-sentono elevata produttività. I componenti a

19fnhexkrfniCSpessore trucioloCon gli inserti rotondi lo spessore tru-ciolo varia in funzione dell’angolo di re gistrazione. Con bassi rapporti di ap/

20+–+–+Suggerimenti applicativiIl truciolo “ammatassato” è un problema che si verifica con gli inserti rotondi quando si esegue la lavorazione dei rac

21GC1105 S05F (GC1105)111511051105S05FS05FS05F11051105S05FS05FS05F606060656701115La scelta delle qualità nella lavorazione di HRSA non dovrebbe essere

22Qualità degli inserti ceramici45º>45ºI materiali da taglio in ceramica offrono eccellente produttività nelle operazioni di sgrossatura in FSM ed

23CC670CC6065CC6060vchexCC6065CC6060CC670Considerazioni sulla program-mazioneConsiderazione sui materialiMacrotenacitàCampo di applicazioni delle qual

24fn/2 fn fn/2Suggerimenti applicativi per gli inserti ceramiciScelta degli inserti•Dove è possibile usare inserti rotondi o quadrati con un piccolo

25Usura ad intaglioL’usura ad intaglio può essere minimizzata con la buona pianificazione ed alcuni con-sigli generali:•Usareinsertirotondiogniv

26GC1105H13AGC1115S05FQualità di metallo duroGC1105Un metallo duro a grana fine rivestito di TiAlN mediante PVD con buone proprietà di durezza a caldo

27 CNMG/DNMG RCMX/RO SNMG/CNMX SNMG CNMG/DNMG TF/GFapapapapapapS05F H13AUsura che causa insoddisfacente superficie con inserto usurato.Test di

Indice Introduzione 21. Superleghe resistenti al calore 3 Gruppi di leghe 4 Lavorabilità/condizione del materiale grezzo 5 Tipi di componen

28fnlmDm1Lunghezza di taglio a spirale (SCL) – lavorazione prevedibileSCL è stata introdotta da Sandvik Coromant per lavorare le HRSA a causa della du

29BB B CDEEAABBBCDEECNGG 120408-SGF 1105CNMG 120408-SF 1105CNMG 120408-SF S05FCNMG 120408-SM 1105Suggerimenti per SCL Tutte le prove di taglio per que

30vc ap fn SCL Q Qtotm/min mm mm/r min m cm3/min cm350 2 0.25 5 250 25 12550 2.7 0.35 9 450 47 42550 3 0.35 9 450 53

31-SGFCoroCut® Q-CutSFSGFMF*CGT-UMSMMMMRSMQMQMGFROROTFTF4G4P4P5ESM1)1)SMRSMRSMXcelapfn-SMR-SF-SMGeometrie e controllo trucioloSuggerimento per la geom

32Diagrammi di controllo trucioloVelocità di taglio 65 m/min, Inconel 718 – 44 HRcap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroInserti

33ap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giroap mmfn mm/giro2.01.00.50.250.15 0.2 0.250.15 0.2 0.252.01.00.50.250.

34Tipo di insertoVolume di tru-ciolo as portato cm3/minCommentiUsare un angolo di registrazione di 45° per ridurre lo spessore tru-ciolo e l’intaglio.

35Scanalatura e profilatura GC1105 GC1125 40– 60 0.1–0.15 TF 5E S05F GC1105 40– 60 0.2–0.4 RO 4P

36125°All’intermo di numerose famiglie di prodotti Sandvik Coromant, la gamma disponibile di inserti ed utensili non è limitata specifica-mente alle g

37E’ possibile ordinare inserti speciali rettifi-cati secondo le proprie specifiche richieste: Ordinate secondo le "vostre" specifiche esi-g

2IntroduzioneQuesta guida alle applicazioni si concen-tra sull’ottimizzazione della lavorazione di superleghe resistenti al calore (HRSA).Per uno dei

38GS RSRG...-BG LX...-BGNX...-BGCampo di applicazioneAvanzamento:Scanalatura completa – da 0.05 a 0.1 mm/giroProfilatura – fino a 0.2 mm/giroMassima p

39Scanalatura e profilatura profondeI componenti dei dischi e degli spoon hanno cavità profonde che devono essere lavorate dal pieno o finite a macchi

40S-RCMX 090700-SMUtilizzabile sugli utensili per inserti ceramici riducendo sia il numero di utensili richiesti che di sostituzioni inserto:•Operaz

41Inserti ceramici CSGX per scanalaturaUtilizzabili su utensili RCGX/RPGX con ‘fondo a V’.CSGX 060608 T01020 670, larghezza 6.35 mmCSGX 090708 T01020

42FSM – 26 HRcRimozione di crosta. kr 75º per profon-dità di taglio (ap) più grandi.FSM – 26 HRcPulizia del materiale.FSM – 26 HRcRimozione anello di

43ISM – 46 HRCSgrossatura con elevata profondità di taglio.ISM – 46 HRCLavorazione nel rac-cordo –Ceramica.Metallo duro.SNMG 190616 SM S05F 50 5.0

44ISM – 46 HRCProfilatura ed esecuzione di tasche.Ceramica.Metallo duro.RNGN 120700 6060vc 300 m/min ap 2.0 mmfn 0.15 mm/giro150.23 9.5 mm 670vc 300 m

45ISM – 46 HRCProfilaturaed esecuzionedi tasche. CoroCut.N123L2-0800 RO S05F 50 1.20 0.50 6 33 300 N123J2-0600 RO S05F 50 1.00 0.40 6 2

46ISM – 46 HRCScanalatura larga.Scanalatura stretta.Raggio completo di scanalatura stretta.150.23-0635 T01020 CC670 300 6.35 0.07 3 133.4 90015

47ISM – 46 HRCScanalature, attacchi speciali ed inserti standard Seal-fin.Scanalature con lame su disco/spool.Scanalature sulle palette dello statore.

3Le superleghe resistenti al calore (HRSA) sono una famiglia di leghe utilizzate in vari settori industriali:Motori aerospaziali – sezioni turbina e

48 ISM – 46 HRCAnelli1a CNMG 120412 SM GC1105 50 1.0 0.20 1b N123G2-0300-0004 GF GC1105 50 0.08/0.12OperazioneOperazione 1a Operazione 1

49ISM – 46 HRCPareti sottili/insta-bili.Lavorazione interna.CNMG 120408 SM GC1105 50 1.50 0.20 5 15 250 CNMG 120408 SM GC1105 50 1.00 0.2

50LSM – 46 HRCInserti rotondi.CoroCut.Componenti con pareti sottili.RCMT 1204M0 SM S05F 40 0.25 0.50 20 5 800 RCMT 10T3M0 SM S05F 40 0.25

513. Tornitura di materiali a base di cobalto – settore medicale+ resistente all’usura (durezza 45-50 HRc).+ può essere fuso in forme complesse.+ elev

52Condizione dei componentiI pezzi fucinati sono ricavati da fusioni o spezzoni di barre e, quindi, hanno una determinata influenza sul processo; il s

53Usura ad intaglioUsura meccanica concentrata nella profon-dità di taglio. Questa usura riduce la vita dell’utensile drasticamente e produce una bava

54iCkrap1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Dai meccanismi di usura si può notare che una riduzione dell'angolo di registrazio

55Per ottenere i vantaggi offerti applicando raggi di grandi dimensioni, Sandvik Coromant ha sviluppato una serie di utensili che apriranno la strada

569876543210121086420Geometrie degli inserti rotondi•R300-0828E-PL1030o1010•R300-1032E-PL1030o1010+ rettificati alla periferia.+ taglio l

57Tipo di insertoTornituradi sgros-saturaFino a 1.0Tornitura di semi-finituraEsternaTornitura di finituraFase dilavora-zioneOpera-zioneSceltaprioritar

4MC S2.0.Z.AN CMC 20.2 425285200Hastelloy SHastelloy X 160Nimonic PK33 350Udimet 720WaspaloyMC P5.0.Z.AN CMC 05.3 Greek Ascoloy 300MC M1.0.Z.PH CMC 05

58•GC1105–Particolarerivestimentosottiledi TiAlN mediante PVD, su substrato a grana fine. – Eccellente adesione al substrato anche sui taglien

59Soluzioni Sandvik Coromant per particolari geometriciSfere con piccola esigenza di raggio e/o fissaggio instabile (dia. min. = 34 mm) Sgrossatura

60Fresatura di HRSA Nella fresatura delle superleghe ci sono alcune esigenze di processo che devono essere rispettate.• La fresatura di leghe resiste

61Processo di pianificazione della produzionePer ottimizzare un'operazione è necessario considerare tutti gli aspetti della lavora-zione:Tipo di

62Tipici componenti – aerospazialiCamere di combustione Dischi Anelli Palette/blisk Supporti di montaggioMetodo di lavorazioneCaratteristiche La maggi

63Esigenza di potenza/coppia Fondamentalmente, l’esigenza di potenza varia con la quantità di metallo da aspor-tare, lo spessore medio del truciolo, l

64CoroMill® 300 CoroMill® 245 CoroMill® 390CoroMill® 300 CoroMill® 390 CoroMill® Plura CoroMill® 316S-R120R/CoroMill® 300CSistema di fresaturaLa fresa

65+–Il diametro della fresa viene selezionato in base all’operazione ed alla capacità della macchina. La scelta dell'inserto di cera-mica, di met

66Fresatura con inserti multitaglientiDiametro e posizionamento della fresaLa scelta del diametro della fresa viene soli tamente operata sulla base de

67+–Nella fresatura di copiatura il posiziona-mento della fresa può essere predefinito, comunque per la spianatura dove la posizione della fresa è più

517-4 PHJethete M152Crucible A286Incoloy 800 Sanicro 30Incoloy 901Incoloy 901Inconel 625Nimonic 75Nimonic 263Nimonic PK 33 Waspaloy Nimonic 90 Nimonic

68454035302520151050Effetto del tipo di insertoSpessore truciolo, forze di taglio e durata tagliente sono influenzati dalla scelta del tipo di inserto

69S30TGC2040GC1030 S40TUsura sul fiancoRapida usura sul fianco che causa mediocre finitura superficiale o pezzo fuori tolleranza.Causa: Velocità di ta

70E-PL E-MM M-MMCoroMill® 300100806040200 GC2030 S30T GC2040 S40T GC1030 R300-1240E-MM R300-1240E-PL R300-1240E-MM R300-1240E-PL R300-1240E

71201612840Effetto della velocità di taglio, vcUtensile R300-063Q22-12H, inserto R300-1240E-PL S40T zn 7, Dc 51 mm, ae 36 mm, ap 2 mm, fz 0.24 mm/dent

72fzhexiCEffetto dell’avanzamento per dente, fzCome con altri materiali da lavorare, anche l’avanzamento e la profondità di taglio sono importanti per

73403020100E-MMM-PME-PLUtensile R300-063Q22-12H, zn 7, Dc 51 mm, vc 30 m/min, ae 36 mm, ap 2 mm, Materiale: Inconel 718 (44 HRC)Tempo di contatto S40

74iCkrap806040200Effetto di ap/angolo di registrazioneLa scelta corretta della profondità di taglio/angolo di registrazione nella spianatura delle HRS

75100806040200Effetto della durezza con la geometria e la qualità E-PL 1030Si può notare che nei materiali più duri la nuova geometria e qua-lità E-PL

76CoroMill® 30030252015105040 43 46HRCR300-1240E-MM 2040Sommario – Spianatura di HRSA con inserti di metallo duro • CoroMill 300 (fresa con inserti

77+–50454035302520151050 GC1030 GC1030 GC1030 S30T GC2040 S40T GC2040 08E-PL 08M-PL 08M-PM 08M-PL 08M-MM 08M-PL 08E-ML L’angolo di regi

6S05FGC1105 GC1105 S05F3.5 minMateriale duro (dopo il trattamento) Materiale tenero (prima del trattamento)7 min6 min 12 minConfronto di usura in fun

78CoroMill® 390+–50454035302520151050 S30T S30T GC1030 S40T GC2040 S30T GC2040 08E-ML 08M-PM 08M-PM 08M-PL 08M-MM 08M-PL 08E-ML Applica

7950403020100Effetto dello spessore truciolo, hexUtensile R390-025A25-11H zn 4, Dc 25 mm, vc 25 m/min, ap 5 mm,Materiale: Inconel 718 (44 HRC)Suggeri

801251007550250Effetto della velocità di taglio, vcUn’attenta considerazione deve essere fatta quando si seleziona la velocità di taglio per la fresat

8150403020100Rapporto di impegno (ae/Dc)Il grafico qui sotto indica che aumentando sensibilmente la profondità di taglio radiale, diminuisce notevolme

82CoroMill® 390Sommario – fresatura frontale e radiale/angolo di registrazione di 90° nelle HRSAContornatura/interpolazione circolare di foro esistent

83S-R120RCoroMill 300C D3 Dc D5m l1 Coromant Capto12 50 S-R120R-038C5-12X03 3 38 C5 50 70 63 S-R120R-051C6-12X04 4 5

84Nella fresatura con inserti di ceramica il refrigerante non dovrebbe essere usato. Nella maggior parte delle operazioni, l’im-piego del refrigerante

85Effetto dell’avanzamento del dente, fzCome con gli inserti di metallo duro (rotondi) lo spessore del truciolo varia in funzione dall'angolo di

86vchexScelta della qualità ed effetto della direzione di fresaturaD3 63 mm, zn 4, vc 1000 m/min, ae 32 mm, fz 0.11 mm/dente, hex 0.07 mm, ap 1.5 mm (

87A causa dell’elevata durezza a caldo e tena-cità, le HRSA costituiscono uno dei più difficili materiali da lavorare e richiedono utensili con specif

790% 10% 60% 10% 5% 25%45% 40% 15% 95% 5%10% 50% 40%70% 5% 25%90% 10% ComponenteTipici componenti di HRSA; un’indicazione de

88Processi usando i metodi della Lavorazione ad Alta Velocità (HSM)Fresatura trocoidaleUn metodo per sgrossatura/elevata rimo-zione del materiale usat

89Fresatura concorde. Fresatura discorde.Suggerimenti applicativiFresatura concordeÈ quasi sempre più favorevole applicare la fresatura concorde che q

90PortautensileUno dei principali test di verifica per deci-deci-dere la scelta sia dell’utensile che del dispositivo di tenuta consiste nell’avere il

91252015105020137Meccanismi di usuraL'usura tipica osservata sugli utensili CoroMill Plura nel caso di Inconel è una microscheggiatura piuttosto

92x xx xAngolo d’elicaL’angolo d’elica di una fresa a candela è definito come l'angolo del tagliente relativo alla mezzeria dell’utensile. L’elic

932052403530252015105080706050403020100Geometria dell’angoloLa principale usura osservata nel caso di HSM in Inconel è la microscheggiatura del taglie

941009080706050403020100352522111009080706050403020100221611minminSpessore truciolo (hex)Il piccolo impegno radiale riduce lo spes-sore del truciolo r

9510090807060504030201002216111812minPassata radiale (ae)Per le applicazioni di sgrossatura si può notare nel diagramma che il massimo mate-riale tota

96806040200806040200min R215.36-12050- R215.3C-12030- R216.24-12050- R216.24-12050- R216.34-12050- R216.34-12050- AC26L 1620 AC26H 1610 GAK26P

9720151050Finituravc, m/min ap, mm ae, mm hex mm fz mm/dente Durata tagliente, minMetallo totale asportato