Massief hardmetalen boren: een uitgebreide gids

Technische informatie​

Materiaalsamenstelling​

VHM-boren worden voornamelijk gemaakt van wolfraamcarbide, een verbinding die bekendstaat om zijn extreme hardheid en slijtvastheid. Wolfraamcarbide wordt in verschillende percentages gecombineerd met een bindmiddel, meestal kobalt. Het kobaltgehalte kan variëren van 3% tot 15%, waarbij lagere kobaltpercentages resulteren in hardere maar brozere boren, terwijl een hoger kobaltgehalte meer taaiheid biedt ten koste van de hardheid. Deze unieke samenstelling geeft VHM-boren hun vermogen om hoge temperaturen en extreme snijkrachten te weerstaan.

Coatingtechnologieën

1. Titanium-aluminiumnitride (TiAlN) coating: Dit is een populaire coating voor volhardmetalen boren. TiAlN-coatings bieden een hoge slijtvastheid en lagere wrijving. Bij het boren in materialen zoals staal en gietijzer is de TiAlN-coating bestand tegen hoge temperaturen, wat hogere snijsnelheden en voedingen mogelijk maakt. Het verbetert ook de gatkwaliteit in termen van rondheid, rechtheid en oppervlakteruwheid. Bijvoorbeeld, bij algemeen boren in staal en gietijzer zorgen TiAlN-gecoate volhardmetalen boren met een punthoek van 140° voor een goede centrering en een lage stuwkracht, en hun golfvormige snijkanten dragen bij aan een stabiel koppel en een lange standtijd.

2. Diamond-Like Carbon (DLC)-coating: Speciaal ontworpen voor hoogwaardig boren in aluminium en aluminiumlegeringen. DLC-gecoate volhardmetalen boren zijn extreem hard en hebben een zeer lage wrijvingscoëfficiënt. De coating heeft een uitstekende hechtingsweerstand. De groefvorm en -geometrie van deze boren zijn geoptimaliseerd voor maximale spaanafvoer, met gepolijste groefverbindingen voor verbeterde spaanbeheersing en -afvoer. De geoptimaliseerde puntverdunning voorkomt verstopping door spaanlassen en de gladde afwerking voorkomt snijkantopbouw, waardoor boren met hoge snelheid in aluminium met een uitstekende gatkwaliteit mogelijk is.

3. Aluminiumchroomnitride (AlCrN) coating: Volhardmetalen boren met een AlCrN-coating zijn ontworpen voor toepassingen met hoge voedingssnelheden in staal en gietijzer. De coating verhoogt de slijtvastheid en vermindert de wrijving. Deze boren hebben vaak een uniek ontwerp met 3 snijkanten dat hogere voedingssnelheden biedt in vergelijking met conventionele boren met 2 snijkanten, wat de gatkwaliteit verder verbetert. De punthoek van 140° zorgt voor een goede centrering en een lage stuwdruk, en het geavanceerde ontwerp met brede snijkanten zorgt voor een betere spaanafvoer en een langere standtijd.

Geometrie en ontwerpkenmerken

1. Punthoek: Een veelgebruikte punthoek voor volhardmetalen boren is 140°. Deze hoek zorgt voor een goede centrering bij het starten van het boorproces, waardoor de kans kleiner wordt dat de boor gaat "lopen" of uit het midden raakt. Het helpt ook om de benodigde druk tijdens het boren te verlagen, wat gunstig is bij het werken met harde materialen.

2. Groefvorm: De groefvorm van volhardmetalen boren is zorgvuldig geoptimaliseerd. Zo is de groefvorm bij boren die ontworpen zijn voor algemeen boren in staal en gietijzer geoptimaliseerd voor sterkte en soepele spaanafvoer. Bij boren voor aluminium zijn de groeven gepolijst om de spaanbeheersing en -afvoer te verbeteren. Het aantal groeven kan ook variëren; sommige boren met hoge voeding hebben een ontwerp met 3 groeven om de voedingssnelheid te verhogen en de spaanafvoer te verbeteren.

3. Radiuspuntverdunning: Deze ontwerpeigenschap verbetert het zelfcentrerende vermogen van de boor en verbetert de spaanbreekcapaciteit. Door de punt van de boor met een radius te verdunnen, kan deze gemakkelijker in het werkstuk doordringen en de spaanders in kleinere, beter hanteerbare stukken breken, waardoor spaanverstopping wordt voorkomen en het algehele boorproces wordt verbeterd.

Toepassingen​

Lucht- en ruimtevaartindustrie

1. Boren in titaniumlegeringen: Titaniumlegeringen worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege hun hoge sterkte-gewichtsverhouding. Volhardmetalen boren zijn de beste keuze voor het boren in deze legeringen. Hun hoge hardheid en slijtvastheid zorgen ervoor dat ze nauwkeurig door het taaie titanium snijden. Bijvoorbeeld, bij het boren van gaten voor bevestigingsmiddelen in vliegtuigframes van titaniumlegeringen kunnen volhardmetalen boren de vereiste nauwe toleranties bereiken, waardoor de structurele integriteit van het vliegtuig gewaarborgd blijft.

2. Bewerking van aluminium componenten: Aluminium is een ander veelgebruikt materiaal in de lucht- en ruimtevaart, met name in vliegtuigvleugels en -rompen. DLC-gecoate volhardmetalen boren zijn ideaal voor het boren in aluminium. Ze kunnen snel boren, wat cruciaal is voor massaproductie van componenten. De uitstekende gatkwaliteit van deze boren zorgt ervoor dat de componenten perfect in elkaar passen tijdens de montage.

Auto-industrie

1. Boren in motorblokken: Motorblokken zijn meestal gemaakt van gietijzer of aluminiumlegeringen. Volhardmetalen boren worden gebruikt om gaten te boren voor motoronderdelen zoals zuigers, kleppen en oliekanalen. Hun vermogen om hoge snijkrachten te weerstaan ​​en nauwkeurigheid te behouden is essentieel voor een goede werking van de motor. Bij het boren van oliekanalen in gietijzeren motorblokken zorgt de hoge temperatuurbestendigheid van volhardmetalen boren bijvoorbeeld voor efficiënt boren zonder voortijdige slijtage.

2. Productie van transmissieonderdelen: Transmissieonderdelen, vaak gemaakt van gehard staal, vereisen nauwkeurig boren voor tandwielassen en andere componenten. Volhardmetalen boren kunnen door gehard staal heen snijden en de vereiste gattoleranties bereiken voor een soepele tandwielwerking. Hun lange standtijd vermindert ook de productiestilstand, waardoor ze kosteneffectief zijn voor grootschalige autoproductie.

Productie van medische hulpmiddelen

1. Boren in roestvrij staal voor chirurgische instrumenten: Chirurgische instrumenten worden meestal gemaakt van roestvrij staal. Volhardmetalen boren worden gebruikt om gaten in deze instrumenten te boren voor onderdelen zoals scharnieren en bevestigingspunten. De hoge precisie en uitstekende oppervlakteafwerking van volhardmetalen boren zijn cruciaal bij de productie van medische hulpmiddelen, aangezien onvolkomenheden de prestaties en veiligheid van de instrumenten kunnen beïnvloeden.

2. Bewerking van titanium implantaten: Titanium implantaten, zoals heup- en knieprotheses, vereisen extreem nauwkeurig boren om een ​​goede pasvorm en integratie met het lichaam van de patiënt te garanderen. Volhardmetalen boren voldoen aan deze strenge eisen en maken het mogelijk om gaten te maken met nauwe toleranties en gladde oppervlakken, wat essentieel is voor het succes van het implantaat.

Voordelen​

Hoge slijtvastheid

De wolfraamcarbidesamenstelling van volhardmetalen boren zorgt voor een uitzonderlijke slijtvastheid. Vergeleken met traditionele snelstaalboren gaan volhardmetalen boren aanzienlijk langer mee bij het boren door harde materialen. Dit betekent minder gereedschapswisselingen tijdens de productie, wat leidt tot een hogere productiviteit. In een metaalbewerkingsfabriek waar grote hoeveelheden roestvrijstalen onderdelen worden geboord, kan het gebruik van volhardmetalen boren bijvoorbeeld de frequentie van gereedschapsvervanging verminderen van eens in de paar uur tot eens in de paar dagen, afhankelijk van het boorvolume.

Superieure precisie​

Volhardmetalen boren kunnen extreem nauwe gattoleranties bereiken, vaak binnen enkele micrometers. Deze precisie is cruciaal in toepassingen waar nauwkeurige gatplaatsing en -grootte essentieel zijn, zoals bij de productie van elektronische componenten en zeer nauwkeurige mechanische onderdelen. De stabiele snijprestaties van volhardmetalen boren, dankzij hun stijve constructie en geoptimaliseerde geometrie, zorgen ervoor dat de geboorde gaten consistent rond en recht zijn.

Vermogen om harde materialen te boren

Zoals eerder vermeld, kunnen volhardmetalen boren door een breed scala aan harde materialen snijden, waaronder gehard staal, titaniumlegeringen en hittebestendige legeringen. Dit maakt ze onmisbaar in industrieën waar dergelijke materialen veel worden gebruikt. Daarentegen kunnen snelstaalboren moeite hebben of zelfs breken bij het boren in deze harde materialen, wat de superioriteit van volhardmetalen boren in deze toepassingen onderstreept.

Hogere snijsnelheden en voedingen

Dankzij hun hoge temperatuurbestendigheid en slijtvaste coatings kunnen volhardmetalen boren met hogere snijsnelheden en voedingen werken dan andere soorten boren. Dit resulteert in snellere boortijden, wat een aanzienlijk voordeel is in productieomgevingen met een hoog volume. Zo kan in een fabriek voor de productie van auto-onderdelen het gebruik van volhardmetalen boren de tijd die nodig is om een ​​serie gaten in een motorblok te boren met wel 50% verkorten in vergelijking met traditionele boren, wat leidt tot een hogere productieoutput.

Kortom, volhardmetalen boren zijn een zeer veelzijdig en efficiënt gereedschap in de verspanings- en boorwereld. Hun geavanceerde technische eigenschappen, brede toepassingsmogelijkheden en talloze voordelen maken ze een ideale keuze voor industrieën die hoogwaardige, nauwkeurige boorbewerkingen eisen. Of het nu gaat om de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie of de productie van medische apparatuur, volhardmetalen boren spelen nog steeds een cruciale rol bij het stimuleren van innovatie en het verbeteren van productieprocessen.