In quali circostanze il Cermet non può sostituire il carburo cementato?

Esistono differenze fondamentali nelle proprietà meccaniche tra la metallo-ceramica (Cermet) e il carburo cementato (WC-Co). La tenacità (resistenza agli urti) e la resistenza agli shock termici dei metalli ceramici sono molto inferiori a quelle delle leghe dure. Nei seguenti scenari, la metallo-ceramica non deve essere utilizzata al posto del carburo cementato; in caso contrario, è molto probabile che si verifichino scheggiature, crepe o addirittura incidenti di lavorazione:

1. In situazioni con carichi d'urto o taglio intermittente

Scenari tipici:

fresatura (soprattutto fresatura laterale, fresatura di smussi), tornitura di alberi con sedi per chiavetta o fori, sgrossatura di superfici nere di getti, foratura (istante di entrata/uscita).

Motivo:

La resistenza alla flessione dei metalli ceramici è solitamente solo da 1/3 a 1/2 di quella delle leghe dure. La forza d'impatto istantanea sul tagliente quando entra o esce dal pezzo causerà direttamente la rottura del tagliente, che non può essere assorbita dalla deformazione plastica come possono fare le leghe dure.

2. Sistemi di lavorazione a bassa rigidità o ambienti vibranti

Scenari tipici:

vecchie macchine utensili (con grande eccentricità del mandrino), lavorazione di alberi sottili, barre di alesatura lunghe sospese, rigidità dell'attrezzatura insufficiente, bloccaggio del pezzo instabile.

Motivo: la metallo-ceramica è estremamente sensibile alle vibrazioni. Piccole scosse nel sistema di lavorazione possono causare solo una leggera usura sulle leghe dure, ma nella metallo-ceramica si evolveranno rapidamente in scheggiature macroscopiche.

3. Lavorazione di sgrossatura pesante o taglio con grandi tolleranze

Scenari tipici: taglio con profondità di spoglia posteriore (ap) > 3 mm e velocità di avanzamento (f) > 0,3 mm/giro.

Motivo: la resistenza della ceramica metallica non può sopportare un'enorme resistenza al taglio. Sotto carichi pesanti, la base della lama è soggetta a fratture, anziché alla normale usura.

4. Lavorazione di materiali viscosi e ad alta tenacità

Scenari tipici:

tornitura/fresatura leghe di titanio (TC4), leghe ad alta temperatura (Inconel 718), acciaio inossidabile austenitico (304), nichel puro.

Motivo:

Questi materiali hanno trucioli difficili da rompere e tendono a formare lunghi rotoli di trucioli che avvolgono l'utensile. Sebbene l'affinità chimica dei metalli ceramici con questi materiali sia bassa, la forza di trazione e l'adesione dei trucioli causeranno il cedimento del bordo con 'sbucciatura' e la sua capacità di resistere alla deformazione plastica è inferiore a quella delle leghe dure.

5. Alimentazione di refrigerante instabile o lavorazione di sgrossatura a secco

Scenari tipici:

utilizzo di emulsione a base acquosa per il raffreddamento a flusso elevato, il raffreddamento intermittente (come il versamento manuale), la sgrossatura a secco.

Motivo:

Le ceramiche metalliche hanno una scarsa conduttività termica e sono sensibili allo stress termico. Se la lama calda entra improvvisamente in contatto con il liquido refrigerante, un enorme gradiente termico genererà 'fessure termiche', accelerando il guasto dell'utensile. Le leghe dure hanno una buona conduttività termica e una maggiore resistenza agli shock termici.

6. Elaborazione a bassa velocità e coppia elevata

Scenari tipici:

maschiatura, alesatura, tornitura a bassa velocità.

Motivo:

Il vantaggio della metallo-ceramica risiede nella durezza rossa e nella resistenza all'usura alle alte velocità. A basse velocità, il loro vantaggio in termini di durezza non può essere esercitato e, invece, a causa dell'insufficiente tenacità, sono soggetti a microfratture sul bordo, con conseguente diminuzione della precisione di lavorazione.

Finché nel processo di lavorazione sono presenti le parole chiave 'impatto', 'vibrazione' o 'carico pesante', è necessario utilizzare il metallo duro; la ceramica metallica è adatta solo per finiture e semifiniture continue, stabili e ad alta velocità.