ได้เปิดเผยผลการศึกษาเชิงลึกที่บริษัทดำเนินการเปรียบเทียบเหล็กเส้นตัน Inconel 625 กับเหล็กเส้นกลวง Sanicro 60 รุ่นใหม่
อินโคเนล 625 (หมายเลข UNS N06625) เป็นโลหะผสมพิเศษที่มีส่วนประกอบหลักเป็นนิกเกล (โลหะผสมพิเศษทนความร้อน) ซึ่งถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมทางทะเล นิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ มาตั้งแต่การพัฒนาครั้งแรกในทศวรรษ 1960 เนื่องจากมีคุณสมบัติความแข็งแรงสูงและทนต่ออุณหภูมิสูง อีกทั้งยังมีคุณสมบัติในการป้องกันการกัดกร่อนและการออกซิเดชันที่ดีขึ้น
ลวดเชื่อมรุ่นใหม่ Challenger เป็นลวดเชื่อมแบบแกนกลวง ซึ่งเป็นรุ่นดัดแปลงของ Sanicro 60 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Alloy 625) แกนกลวงแบบใหม่ของ Sandvik ออกแบบมาเพื่อให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าในบางด้านที่ Inconel 625 ครอบครองอยู่ โดยผลิตจากโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมที่มีความแข็งแรงสูง สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงมากในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีน ทนต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนและการกัดกร่อนจากความเค้น มีค่า Pitting Resistance Equivalency (PRE) มากกว่า 48
จุดประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือการประเมินและเปรียบเทียบความสามารถในการขึ้นรูปของ Sanicro 60 (เส้นผ่านศูนย์กลาง = 72 มม.) กับ Inconel 625 (เส้นผ่านศูนย์กลาง = 77 มม.) อย่างครอบคลุม เกณฑ์การประเมินได้แก่ อายุการใช้งานของเครื่องมือ คุณภาพพื้นผิว และการควบคุมเศษวัสดุ อะไรจะโดดเด่นกว่ากัน: สูตรการผลิตแบบแท่งกลวงใหม่หรือแบบแท่งเต็มแบบดั้งเดิม?
โปรแกรมประเมินผลที่ Sandvik Coromant ในเมืองมิลาน ประเทศอิตาลี ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ การกลึง การเจาะ และการตอกเกลียว
เครื่องกลึงแนวนอน MCM (HMC) ใช้สำหรับการทดสอบการเจาะและการตอกเกลียว ส่วนการกลึงจะดำเนินการบนเครื่องกลึง Mazak Integrex Mach 2 โดยใช้หัวจับ Capto ที่มีระบบหล่อเย็นภายใน
อายุการใช้งานของเครื่องมือได้รับการประเมินโดยการประเมินการสึกหรอของเครื่องมือที่ความเร็วตัดตั้งแต่ 60 ถึง 125 เมตร/นาที โดยใช้โลหะผสมเกรด S05F ซึ่งเหมาะสมสำหรับการกลึงละเอียดและการกลึงหยาบ เพื่อวัดประสิทธิภาพของการทดสอบแต่ละครั้ง ปริมาณการกำจัดวัสดุต่อความเร็วตัดถูกวัดโดยใช้เกณฑ์หลักสามประการ:
อีกหนึ่งมาตรวัดความสามารถในการตัดเฉือนคือ การประเมินและตรวจสอบการเกิดเศษโลหะ ผู้ทดสอบได้ประเมินการเกิดเศษโลหะสำหรับเม็ดมีดที่มีรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ (ใช้เครื่อง Mazak Integrex 2 ร่วมกับหัวจับ PCLNL และเม็ดมีดกลึง CNMG120412SM S05F) ที่ความเร็วในการตัด 65 เมตร/นาที
คุณภาพของพื้นผิวจะถูกประเมินตามเกณฑ์ที่เข้มงวด: ความหยาบของพื้นผิวชิ้นงานต้องไม่เกิน Ra = 3.2 µm, Rz = 20 µm นอกจากนี้ พื้นผิวต้องปราศจากการสั่นสะเทือน การสึกหรอ หรือการสะสมของวัสดุบนคมตัด (BUE – material buildup on cutting tools)
ได้ทำการทดสอบการเจาะโดยการตัดแผ่นโลหะทรงกลมหลายแผ่นจากแท่งโลหะขนาด 60 มม. เดียวกันกับที่ใช้ในการทดลองกลึง เจาะรูขนานกับแกนของแท่งโลหะเป็นเวลา 5 นาที และบันทึกการสึกหรอของด้านหลังของเครื่องมือเป็นระยะๆ
การทดสอบการทำเกลียวเป็นการประเมินความเหมาะสมของวัสดุกลวง Sanicro 60 และวัสดุตัน Inconel 625 สำหรับกระบวนการสำคัญนี้ รูทั้งหมดที่สร้างขึ้นในการทดลองเจาะก่อนหน้านี้ถูกนำมาใช้และทำเกลียวด้วยดอกต๊าปเกลียว Coromant M6x1 จากนั้นจึงนำรูจำนวน 6 รูไปใส่ในเครื่องจักรกลซีเอ็นซีแนวนอน MCM เพื่อทดลองตัวเลือกการทำเกลียวที่แตกต่างกันและเพื่อให้แน่ใจว่ารูยังคงแข็งแรงตลอดวงจรการทำเกลียว หลังจากทำเกลียวเสร็จแล้ว ให้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่ได้ด้วยเวอร์เนียร์คาลิเปอร์
ผลการทดสอบนั้นชัดเจน: แท่งกลวง Sanicro 60 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าแท่งตัน Inconel 625 โดยมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและผิวสำเร็จที่ดีกว่า นอกจากนี้ยังเทียบเท่ากับแท่งตันในด้านการขึ้นรูปเศษโลหะ การเจาะ การตอกเกลียว และการต๊าป และมีประสิทธิภาพดีเท่าเทียมกันในการทดสอบเหล่านี้
อายุการใช้งานของแท่งกลวงที่ความเร็วสูงนั้นยาวนานกว่าแท่งตันอย่างเห็นได้ชัด และยาวนานกว่าแท่งตันถึงสามเท่าที่ความเร็วในการตัด 140 เมตร/นาที ที่ความเร็วสูงนี้ แท่งตันใช้งานได้เพียง 5 นาที ในขณะที่แท่งกลวงมีอายุการใช้งาน 16 นาที
อายุการใช้งานของเครื่องมือ Sanicro 60 ยังคงมีเสถียรภาพมากขึ้นเมื่อความเร็วในการตัดเพิ่มขึ้น และเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นจาก 70 เท่าเป็น 140 เมตร/นาที อายุการใช้งานของเครื่องมือลดลงเพียง 39% ซึ่งสั้นกว่าอายุการใช้งานของเครื่องมือ Inconel 625 ถึง 86% สำหรับการเปลี่ยนแปลงความเร็วในระดับเดียวกัน
พื้นผิวของแท่งโลหะกลวง Sanicro 60 นั้นเรียบกว่าพื้นผิวของแท่งโลหะตัน Inconel 625 มาก ซึ่งเป็นผลจากทั้งการวัดด้วยตาเปล่า (ค่าความหยาบผิวไม่เกิน Ra = 3.2 µm, Rz = 20 µm) และการวัดด้วยสายตา โดยไม่มีร่องรอยการสั่นสะเทือนหรือความเสียหายที่พื้นผิวอันเนื่องมาจากการเกิดเศษโลหะ
ดอกสว่าน Sanicro 60 แบบก้านกลวงมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับดอกสว่าน Inconel 625 แบบก้านตันรุ่นเก่าในการทดสอบการกลึงเกลียว และแสดงผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในแง่ของการสึกหรอของหน้าตัดและการเกิดเศษโลหะค่อนข้างต่ำหลังการเจาะ
ผลการวิจัยสนับสนุนอย่างยิ่งว่าแท่งกลวงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าแท่งตัน อายุการใช้งานของเครื่องมือยาวนานกว่าคู่แข่งถึงสามเท่าที่ความเร็วในการตัดสูง Sanicro 60 ไม่เพียงแต่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพมากกว่า ทำงานหนักและเร็วขึ้น ในขณะที่ยังคงความน่าเชื่อถือไว้ได้
ด้วยการเกิดขึ้นของตลาดโลกที่มีการแข่งขันสูง ซึ่งผลักดันให้ผู้ใช้งานเครื่องจักรต้องมองการลงทุนด้านวัสดุในระยะยาว ความสามารถของ Sanicro 60 ในการลดการสึกหรอของเครื่องมือตัดเฉือนจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้ที่ต้องการเพิ่มกำไรและกำหนดราคาสินค้าให้แข่งขันได้มากขึ้น นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
การใช้แกนกลวงไม่เพียงแต่จะทำให้เครื่องจักรมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและลดการเปลี่ยนชิ้นส่วนลงเท่านั้น แต่ยังสามารถข้ามขั้นตอนการกลึงทั้งหมดได้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องเจาะรูตรงกลาง ซึ่งอาจช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายได้มาก