Stanford Advanced Materials lieferte CBN-Lösungen für Werkzeuge in der Luft- und Raumfahrt

Einführung

Stanford Advanced Materials (SAM) freut sich, eine Erfolgsgeschichte über die Verwendung von kubischem Bornitrid (cBN), einem superharten Material, das für seine hervorragende thermische Stabilität und chemische Inertheit bekannt ist, zu veröffentlichen. Die cBN-Lösungen von SAM halfen einem bekannten Hersteller der Luft- und Raumfahrtindustrie, ernsthafte Probleme mit dem Werkzeugverschleiß bei der Hochpräzisionsbearbeitung von gehärteten Eisenlegierungen zu lösen.

Die leitende Keramikingenieurinvon SAM, Lisa Ross, erklärt:

"Kubisches Bornitrid verschafft Ingenieuren einen Vorteil - im wörtlichen und im übertragenen Sinne - wo Diamant versagt. Das ist genau die Art von hochleistungsfähiger, anwendungsspezifischer Lösung, für die SAM gut geeignet ist."

Fallstudie über kubisches Bornitrid

--Die Herausforderung: Werkzeugverschleiß bei der Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen

Ein großer Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt machte SAM auf ein wichtiges Problem aufmerksam. Die Produktionslinien des Unternehmens, die Präzisionsbearbeitung von gehärtetem Stahl und Superlegierungen auf Nickelbasis für Triebwerksteile umfassen, wiesen einen starken Werkzeugverschleiß auf. Selbst beschichtete Hartmetallwerkzeuge hielten nicht stand, und Diamantwerkzeuge reagierten chemisch mit den Eisenmetallen.

Die wichtigsten Problembereiche waren:

• Häufige Werkzeugwechsel, die die Produktion unterbrechen
• Kantenverschleiß und Verlust der Teiletoleranz
• Übermäßige Hitze beim Hochgeschwindigkeitsschneiden
• Erhöhte Kosten aufgrund der kurzen Standzeit der Werkzeuge

Der Kunde benötigte ein Produkt mit hoher Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegen chemischen Verschleiß und der Fähigkeit, auch unter extremen Bearbeitungsbedingungen scharf zu bleiben.

--SAMs Lösung: Kubische Bornitrid-Schneidplatten und -Pulver

Stanford Advanced Materials empfahl nach eingehender Prüfung der Anwendung seine Produktpalette an kubischem Bornitrid (cBN). Sie bieten hochreine cBN-Pulver, die speziell für die Herstellung von gesinterten Schneidwerkzeugen entwickelt wurden, sowie vorgefertigte cBN-Schneideinsätze, die speziell für die Bearbeitung von Eisenlegierungen entwickelt wurden.

Warum sollte man kubisches Bornitrid (cBN) verwenden? Erstens ist cBN in Bezug auf die Härte nur von Diamant übertroffen und bietet daher eine sehr gute Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus verfügt es über eine außergewöhnliche thermische Stabilität mit kontinuierlicher Leistung bei Temperaturen von bis zu 1350 °C an der Luft. Es ist chemisch inert, d. h. es reagiert nicht mit Eisen oder Stahl und widersteht unerwünschten Reaktionen während der Bearbeitung. Und schließlich hat cBN eine bessere Schneidkantenstabilität, insbesondere bei Trocken- oder Hochgeschwindigkeitszerspanung, was sich in einer längeren Werkzeuglebensdauer und einer stabileren Leistung niederschlägt. Zusammengenommen machen diese Vorteile cBN zu einem Material der Wahl für extreme industrielle Anwendungen.

SAM leistete auch technische Beratung bei der Auswahl der Werkzeuge, den Schnittbedingungen und der Integration des CNC-Betriebs. Ziel war es, die Standzeit der Werkzeuge zu optimieren, ohne die Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit in der Großserienproduktion zu beeinträchtigen.

-Implementierung und die Ergebnisse

Der Kunde aus der Luft- und Raumfahrtindustrie setzte die cBN-Werkzeuge von SAM bei der Endbearbeitung von Turbinenschaufeln und Halterungen aus Baustahl ein. Die Leistungsergebnisse zeigten klare, messbare Vorteile:

• Die Standzeit der Werkzeuge wurde um das 4,5fache verlängert, was die Häufigkeit der Werkzeugwechsel und die Ausfallzeiten reduzierte
• 18 % kürzere Bearbeitungszyklen aufgrund höherer Schnittgeschwindigkeiten
• Verbesserte Oberflächengüte und Maßtoleranz zur Erfüllung der Qualitätsstandards in der Luft- und Raumfahrt
• 32%ige Reduzierung der Gesamtkosten für Werkzeuge während der sechsmonatigen Testphase

Diese Vorteile führten zur unternehmensweiten Einführung von cBN-Werkzeugen auf den Bearbeitungslinien des Unternehmens für hochlegierte Werkstoffe. Die verbesserte Leistung ermöglichte es den Ingenieuren, kürzere Liefertermine bei weniger Ausschuss und Nacharbeit einzuhalten.

Was ist Cubic Boron Nitride?

Kubisches Bornitrid (cBN) ist ein superhartes synthetisches Material mit einer kubischen Kristallstruktur, die der von Diamant ähnelt. Es wird häufig in der Hochpräzisionsbearbeitung eingesetzt, wo extreme Härte und Hitzebeständigkeit erforderlich sind. cBN reagiert nicht wie Diamant mit Eisenmetallen und ist daher ideal für die Bearbeitung von gehärteten Stählen, Gusseisen und Superlegierungen.

Im Folgenden sind die wichtigsten Merkmale von cBN aufgeführt:

Die cBN-Produkte von SAM sind auf die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der modernen Fertigung zugeschnitten und werden als Pulver, Sintereinsätze oder Verbundwerkstoffe angeboten.

Lesen Sie weiter: Warum wird kubisches Bornitrid als superhartes Material bezeichnet?

Anwendungen von kubischem Bornitrid

Kubisches Bornitrid (cBN) wird vielseitig eingesetzt.

• Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit und Härte wird es in großem Umfang bei der Bearbeitung von Werkzeugstählen, gehärtetem Stahl und hochfesten Legierungen eingesetzt.
• Darüber hinaus wird cBN in Präzisionsschleifwerkzeugen für Teile der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie verwendet, wo Genauigkeit und Haltbarkeit von größter Bedeutung sind.
• Es wird auch als verschleißfeste Beschichtung auf Matrizen und Formwerkzeugen verwendet, um deren Lebensdauer zu erhöhen.
• Darüber hinaus wird cBN in hitzebeständigen Komponenten verwendet, die für Hochgeschwindigkeitsschneidanwendungen ausgelegt sind.
• Aufgrund seiner unübertroffenen Haltbarkeit und überlegenen thermischen Stabilität ist cBN im Allgemeinen das bevorzugte Material, wenn Diamant- und Hartmetallwerkzeuge nicht mehr geeignet sind.

Schlussfolgerung

Kubisches Bornitrid (cBN) ist ein äußerst wertvolles Material für Zerspanungswerkzeuge, da es eine einzigartige Mischung aus hoher Härte und thermischer und chemischer Stabilität aufweist. Stanford Advanced Materials (SAM) ist ein weltweit führender Anbieter von technischen Keramiken und Hartstoffen. Um mehr über die cBN-Produkte von SAM zu erfahren oder ein individuelles Angebot zu erhalten, besuchen Sie unsere Homepage.