Perché alcune punte da trapano al cobalto si rompono rapidamente

Quando una punta da trapano al cobalto si rompe rapidamente, molti acquirenti presumono innanzitutto che la punta stessa sia di scarsa qualità.
A volte è vero.
Sul mercato sono presenti prodotti a basso costo in cui il materiale effettivo, il trattamento termico o la precisione di rettifica non corrispondono alle specifiche dichiarate.
Ma a volte la punta del trapano non è l'unico problema.
In molti casi di foratura dell'acciaio inossidabile, il cedimento è causato dalla relazione tra l'utensile e l'applicazione. Anche una buona punta da trapano può guastarsi rapidamente se le condizioni di foratura non sono adatte.
Per gli acquirenti industriali, questa distinzione è importante. Se la causa viene valutata in modo errato, anche la successiva decisione di acquisto potrebbe rivelarsi sbagliata.

1. Il materiale potrebbe non corrispondere alla dichiarazione sul cobalto
Il termine "cobalto" è ampiamente utilizzato nel mercato delle punte da trapano.
Ma non tutte le trivelle al cobalto sono uguali.
Gli acciai HSS-Co autentici, come M35 e M42, contengono cobalto come parte della lega. Il cobalto è distribuito in tutto il materiale, non solo in superficie.
Questo è importante perché il cobalto è particolarmente utile quando il tagliente è esposto a temperature elevate. Se l'acciaio stesso non contiene il contenuto di cobalto dichiarato, la punta non può garantire le prestazioni attese durante le forature più difficili.
Per gli acquirenti, il problema è che questa differenza non è sempre visibile dall'esterno.
Due punte da trapano possono sembrare simili. Entrambe possono avere colori o marcature simili. Entrambe possono essere vendute come HSS-Co. Ma una volta che iniziano a forare l'acciaio inossidabile, la differenza diventa evidente.

2. Il trattamento termico determina l'equilibrio tra durezza e tenacità
Anche quando la qualità del materiale è corretta, il trattamento termico può comunque fare una grande differenza.
Per gli esercizi HSS-Co, l'obiettivo non è semplicemente quello di rendere l'esercizio il più difficile possibile.
Se la punta del trapano è troppo dura, il tagliente potrebbe scheggiarsi o la punta potrebbe rompersi sotto carico.
Se la punta del trapano è troppo morbida, il tagliente potrebbe usurarsi rapidamente e perdere la capacità di taglio.
La vera sfida consiste nel trovare il giusto equilibrio tra durezza e tenacità.
Questo è uno dei motivi per cui due punte da trapano al cobalto realizzate con lo stesso tipo di acciaio potrebbero non avere le stesse prestazioni. Il tipo di acciaio è il punto di partenza. Il processo di trattamento termico determina quanta parte del potenziale di quel materiale si trasforma effettivamente in prestazioni di taglio.

3. Una geometria di rettifica inadeguata crea carichi di taglio non uniformi
Un altro motivo per cui le punte da trapano al cobalto si rompono rapidamente è la geometria inadeguata.
Una punta da trapano elicoidale taglia con due lame. Queste due lame devono distribuire il carico di taglio nel modo più uniforme possibile.
Se la lunghezza del labbro, l'angolo della punta o l'angolo di scarico non sono uniformi, un lato della punta potrebbe lavorare più duramente dell'altro.
Ciò crea diversi problemi:
  •Maggiore pressione di taglio locale
  •Più calore su un lato del bordo tagliente
  •Usura più rapida
  •Possibili fori di dimensioni eccessive o scarsa stabilità dei fori
Dal punto di vista dell'utente, questo potrebbe sembrare un problema di materiale. Ma dal punto di vista della produzione, potrebbe in realtà trattarsi di un problema di precisione nella rettifica.
Per i marchi OEM e i distributori, ecco perché la coerenza dei lotti è importante. Una punta da trapano non è solo un pezzo di acciaio, ma anche uno strumento di taglio per il terreno.

4. Le punte da trapano al cobalto possono sopportare temperature più elevate, ma non illimitate.
Molti utenti scelgono le punte al cobalto perché mantengono meglio la durezza alle alte temperature rispetto alle punte HSS standard.
È corretto.
Ciò non significa, tuttavia, che le punte da trapano al cobalto possano essere utilizzate a qualsiasi velocità.
Quando la velocità del mandrino è troppo elevata, il tagliente genera calore più rapidamente di quanto l'utensile e il pezzo in lavorazione riescano a dissiparlo. Una volta che la temperatura diventa troppo alta, l'usura del tagliente accelera.
Questo accade soprattutto quando gli utenti credono che le punte da trapano al cobalto debbano funzionare a velocità maggiori semplicemente perché sono più resistenti al calore.
In realtà, le punte al cobalto necessitano della giusta velocità e avanzamento. Sono più performanti delle punte HSS standard nei materiali difficili, ma seguono comunque i principi del taglio.

5. L'incrudimento dell'acciaio inossidabile è spesso frainteso
Molte punte HSS-Co sono utilizzate per l'acciaio inossidabile, in particolare per il 304 e il 316.
L'acciaio inossidabile non è difficile da lavorare solo perché è resistente. La difficoltà deriva dal fatto che le condizioni di taglio possono variare durante la foratura.
Se la punta del trapano sfrega invece di tagliare, se l'avanzamento è troppo leggero o se l'azione di foratura si interrompe ripetutamente all'interno del foro, la superficie dell'acciaio inossidabile potrebbe indurirsi.
Quindi la successiva passata di taglio non taglia più il materiale originale, bensì uno strato più duro creato dalla precedente operazione di foratura.
Ciò può danneggiare il filo della lama molto rapidamente.
Nella comunicazione con i clienti, questo è uno dei punti più importanti da spiegare. A volte la colpa della breve durata della punta del trapano viene attribuita alla sua qualità, ma la vera ragione è che il pezzo in lavorazione diventa più difficile da tagliare durante il processo di foratura.

6. Raffreddamento, lubrificazione ed evacuazione dei trucioli sono ancora importanti
Un altro equivoco comune è che le punte da trapano al cobalto non necessitino di fluido da taglio.
Rispetto all'acciaio rapido standard, il cobalto migliora la resistenza al calore, ma non elimina la necessità di un adeguato raffreddamento e lubrificazione.
Il liquido da taglio è utile in tre modi:
  •Riduce l'attrito sul bordo tagliente
  •Aiuta a controllare la temperatura
  •Migliora l'evacuazione dei chip
Senza un raffreddamento o una lubrificazione adeguati, il calore e i trucioli rimangono più a lungo attorno al tagliente. Ciò è particolarmente dannoso nella foratura continua, nei fori più profondi o nelle applicazioni con acciaio inossidabile.
Una punta da trapano al cobalto può resistere a condizioni più difficili rispetto a una punta HSS standard, ma necessita comunque di un ambiente di perforazione adeguato.