Lastuttavuuskokeiden kartoitus ja suunnitelma m-terästen laadun testaamiseen soveltuvasta uudesta lastuttavuuspikakokeesta

Teräksen hyvällä lastuttavuudella tarkoitetaan useita eri tekijöitä, joita ovat esimerkiksi terän pitkä kestoikä, prosessin kannalta edullinen lastun muoto sekä lastuttavan kappaleen hyvä mittatarkkuus ja pinnan laatu. Materiaalin lastuttavuuden mittaamisella teräksen valmistaja pyrkii varmistumaan siitä, että asiakkaan teräkselle asettamat lastuttavuusvaatimukset täyttyisivät mahdollisimman hyvin. Tämä diplomityö on tehty Ovako Bar Oy Ab:lle Imatran terästehtaalle. Diplomityön tavoitteena oli kartoittaa olemassa olevat lastuttavuuskokeet ja laatia suunnitelma M-teräksen laadun testaamiseen soveltuvasta uudesta lastuttavuuskokeesta Ovakon yli 20 vuotta vanhan lastuttavuuskokeen eli Mq-kokeen tilalle. Mq-kokeen toimivuus on erittäin riippuvainen käytettävästä teräpalasta. Kyseisten teräpalojen valmistus on lopetettu eikä vastaavaa teräpalaa ole saatavilla. Tämän vuoksi oli tarve selvittää mahdollisuuksia korvata Mq-koe. Uuden lastuttavuuskokeen suunnittelua ohjaavat lastuttavuuskokeelle asetettavat vaatimukset, joita ovat luotettavuus, nopeus, helppokäyttöisyys ja pieni koemateriaalimäärän tarve. Tämän työn kirjallisuusosuudessa esitetyistä poraamalla, sorvaamalla ja jyrsimällä tehtävistä lastuttavuuskokeista ei löydy suoraa ratkaisua M-teräksen testaamiseen. Työn soveltavassa osuudessa esitetään kolme koevariaatiota uudeksi lastuttavuuskokeeksi. Ensimmäinen on Mq-koe täydennettynä sitä tukevilla lastuttavuuskokeilla ja siihen liittyvien ongelmien poistaminen. Toinen koevariaatio on pistosorvauskoe, ja kolmantena koekappaleen ja teräpalan väliseen resistanssiin perustuva koe. Kokeiden toimivuudesta M-teräksen testaukseen ei tarkalleen tiedetä, joten työssä on laadittu koejärjestely kokeiden toimivuuden testaamiseksi. Työn keskeisimpiä havaintoja on, että M-teräksen ja normaalin teräksen välinen ero terän kestoiässä mitattuna on kaventunut nykyaikaisten pinnoitettujen teräpalojen vuoksi. Tämä asettaa suuren haasteen uuden kokeen laadinnalle. Lyhyessä kokeellisessa osuudessa testattu pistosorvauskoe kuitenkin antoi myönteisiä tuloksia sen kehityspotentiaalista toimia M-teräksen lastuttavuuskokeena. Diplomityö antaa Ovakolle näkemyksiä erilaisista lastuttavuuskoe vaihtoehdoista ja niiden mahdollisista hyödyistä, haitoista ja mahdollisuuksista. Työssä esitettyjen vaihtoehtojen pohjalta pystytään laatimaan uusi lastuttavuuspikakoe.

The term machinability can refer to many different matters. Good machinability means for example a long tool life, a good form of the chips, an accuracy of the workpiece and a good quality of the surface. Steel factories are making machinability tests in order to ensure that the quality level of the steel satisfy the customer demands. This Master’s thesis has been done to the steel factory Ovako Bar Oy Ab located in Imatra. The goal of this thesis is to discover different machinability tests from literature and to plan new machinability test opportunities for M-steel quality testing. The reason of this thesis is that the old machinability test of Ovako, called by Mq-test, is very dependent on the characters of the cutting tool. However, the fabrication of these tools has been finished. Therefore, a substitute testing method has to be discovered. The first part of the thesis is a literature research which deals with different turning, drilling and milling machinability tests. The second part of the thesis is applied part which deals with three different variations of machinability test. The first one of these variations is a modern version of the Mq-test. The second variation is a parting-off turning test and the third one is a machinability test which is based on the resistivity between the workpiece and the cutting tool. There is no information in the literacy sources whether or not these tests can be the solution for testing the M-steel. Consequently, one chapter in applied part is a testing plan which discusses how to test the functionality of the different machinability tests for the M-steel testing. One of the most important conclusions of the thesis is that currently the machinability difference between standard steel and the M-steel is smaller than earlier. The reason for this is the use of coated tools because the tool life is almost the same in both cases. This is a major challenge when a new machinability test is being planned. In addition, there is a brief practical part in the thesis. Moreover, the possibility to use the parting-off turning test in M-steel testing has been experimented in the practical part. The results have indicated that the parting-off turning test might be an opportunity to test the M-steel. The master’s thesis is not indicating which machinability test is the most suitable one for the M-steel testing, but it provides Ovako with different viewpoints to machinability tests.