Skärteknisk provning Lågblyhaltig mässing KINNANDER, ANDERS SVENNINGSSON, INGE (KONSULT) CEDERGREN, STEFAN SUNDKVIST, ROBIN. Utgåva 1.

Utgåva 1. 2012-11-09 Skärteknisk provning Lågblyhaltig mässing KINNANDER, ANDERS SVENNINGSSON, INGE (KONSULT) CEDERGREN, STEFAN SUNDKVIST, ROBIN Institutionen för material och tillverkningsteknik CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg, Sverige, 201

Sammanfattning Rapporten behandlar de viktigaste skärtekniska aspekterna vid bearbetning i lågblyhaltig mässing. Resultaten jämförs med ett referensmaterial, med högre blyhalt. Vibrationsbenägenheten och höga skärkrafter gör den lågblyhaltiga mässingen svårbearbetad. Tillsatser av kisel i lågblyhaltiga kvaliteter ökar dock bearbetbarheten. Fenomen kopplade till spånans duktilitet och affinitet som spånbreddning, gradbildning och spån-fastsvetsning är mer problematiska i mässing med låg blyhalt än i referensmaterialet. Verktygsförslitning och löseggsbildning är däremot av mindre betydelse i alla de testade kvaliteterna. De flesta av de skärtekniska problem som behandlas i rapporten kan åtgärdas med rätt bearbetningsmetod, verktygsgeometri, skärdata och programmering. 2

3 Innehållsförteckning Sammanfattning...2 Innehållsförteckning...3 1. Bakgrund och problemanalys...4 2. Tekniska data...5 2.1 MATERIALDATA 5 2.2 VERKTYG OCH SKÄRVÄTSKA 6 2.3 MASKIN 6 2.4 SKÄRKRAFTSGIVARE 6 3. Spånbrytning...7 5. Löseggsbildning...12 6. Förslitning och adhesion...16 6.1 KOMMENTARER KRING FÖRSLITNING OCH ADHESION 23 7. Gradbildning...24 7.1 KOMMENTARER KRING GRADBILDNING 30 8. Spånbreddning...31 9. Skärkrafter...32 9.1 KOMMENTARER KRING SKÄRKRAFTERNA 37 9.2 KOMMENTARER KRING VIBRATIONER 41 10. Sammanfattande analys...41 10.1 FORTSATTA UNDERSÖKNINGAR 43

4 1. Bakgrund och problemanalys Denna rapport sammanfattar ett uppdrag utfört för Nordic Brass i syfte att analysera skärbarhet i lågblyhaltiga mässingslegeringar. Automatmässing med höga halter av bly är ur de flesta aspekter mycket lättbearbetade och är av denna anledning attraktiva för en lång rad av applikationer. Genom att tillsätta bly i mässing erhålls flera fördelar. Den mindre delen av blyet som går i lösning blockerar effektivt dislokationsrörelser i gittret. Blyatomen är betydligt större än koppar- och zinkatomerna. Härigenom erhålls en mässingssort som är relativ spröd, vilket ur spånbrytningssynpunkt är gynnsamt. Traditionell automatmässing som vanligtvis har en hög blyhalt har en utmärkt spånbrytning. Den del av blyet som inte går i lösning bildar mjuka inneslutningar som sänker hållfastheten, verkar smörjande i skärzonen vilket minskar löseggsbildning och påkletning. När spånmaterialet sträcks, närmast verktygets kontaktytor, och brister sprids det mjukare blyet ut på spånytan och släppningsytan. På grund av hälsorisker kommer vissa av de blylegerade sorterna, främst där materialet kommer i kontakt med dricksvatten, att ersättas med en mässing med en betydligt lägre halt av bly. Med detta material följer en rad av skärtekniska svårigheter beträffande spånkontroll, vibrationer, gradbildning mm. Den skärtekniska undersökningens syfte är att identifiera och kvantifiera de problemområden som vidare skall undersökas. Två lågblyhaltiga material, ett medelblyhaltigt samt ett referensmaterial med hög blyhalt ingår i undersökningen. Senare har två kiselhaltiga mässingssorter tillkommit. Förväntat resultat, studien skall ge svar på följande frågor: 1. Är spånbrytningen i de aktuella materialen tillfredställande, om inte vad kan göras för att undvika problemen? 2. Ger de nya material problem med lösegg och påkletning och i så fall vad kan göras åt saken genom att påverka skärmaterial, skärgeometri, skärdata och skärmedium? 3. Vilka är de dominerande förslitningsmekanismerna och hur kan de påverkas? 4. Blir vibrationsbenägenheten avsevärt större i de nya materialen? 5. Är benägenheten att bilda grader högre i dessa material? Finns i så fall möjligheter att undvika dessa.

5 2. Tekniska data 2.1 Materialdata Tabell 1 Materialdata Legering Kem. - Övriga element Cu Cueff Zn Pb Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element Ref. Material min 57,0 Rest 2,5 CW614N riktvärde 57,4 3,0 max 59,0 Rest 3,5 0,3 0,3 0,05 0,2 0,06 Fe+Mn+S b+si 0,0 1 0,2 Legering Kem. - Övriga element Cu Cueff Zn Pb Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element min 61,5 Rest 0,10 0,06 0,0003 Fe+Mn+S b+si CW511L riktvärde 63,0 0,20 0,10 0,0005 max 63,5 Rest 0,25 0,1 0,1 0,05 0,1 0,01 0,03 0,15 0,0 1 0,0007 0,2 Legering Kem. - Övriga element Cu Cueff Zn Pb Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element min 62,5 Rest 0,10 0,06 0,0003 0,1 Fe+Mn+S b+si CW511L-P riktvärde 63,0 0,20 0,10 0,0005 0,15 max 63,5 Rest 0,25 0,1 0,1 0,05 0,1 0,01 0,03 0,15 0,0 1 0,0007 0,2 0.2 Legering Kem. - Övriga element Cu Cueff Zn Pb Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element min 61,0 Rest 1,4 CC752S-R riktvärde 63,0 1,5 max 63,0 Rest 1,6 0,10 00 0,300 0 0,500 0 0,009 0 0,600 0 0,11 0,700 0,200 0,100 0,020 0 0 0 0 Fe+Mn+S b+si 0,130 0 0,2 Legering Kem. - Övriga element Cu Cueff Zn P b Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element Eco Brass riktvärde 76 Rest 3 0,03 Legering Kem. - Övriga element Cu C u- eff Zn Pb Sn Fe Al Ni Mn Si As Sb B P element min 61,25 Rest 0,008 Cr+Bi 32,73 0,21 0,04 0,083 >0, 0,0005 0,00 CW511Y Analys 65,95 1 4 0,016 0,013 0,002 0,909 0,025 001 6 max 66,75 Rest 0,1 1,2 0,15

6 2.2 Verktyg och skärvätska CCMT09T3-04-MF sort GC1115 Coromant Skärväskan: Blasocut BC25-MD 7 % 2.3 Maskin CNC svarv EMCO Turn 365 2.4 Skärkraftsgivare Kistler 3-komponentsdynamometerType 9257A

7 3. Spånbrytning Spånbrytningsdiagram togs fram med följande skärdata v c = 400 m/min a p =0,2; 0,4; 0,8;1,6 mm f z =0,01; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20 mm -1 Ref. material CW614N Figur 1 Spånbrytningsdiagram för referensmaterialet CW614N

8 CW511L Figur 2 Spånbrytningsdiagram för CW511L CW511L-P Figur 3 Spånbrytningsdiagram för CW511L-P charge 1

9 CC752S-R Figur 4 Spånbrytningsdiagram för CC752S-R. Figur 5 Spånbrytningsdiagram för EcoBrass

10 Figur 6 Spånbrytningsdiagram för CW51l-P Charge 2 Figur 7 Spånbrytningsdiagram för 511-L-P Charge 3

11 Figur 8 Spånbrytningsdiagram för CW511-Y Kommentarer kring spånbrytningen Spånbrytning blir klart sämre för CW511L och CW511L-P samt CW511Y men den är ändå i detta sammanhang möjlig att hantera. EcoBrass uppvisar en ej acceptabel spånbrytning. För de övriga materialen gäller att om de minsta nominella spåntjocklekarna och bearbetning med skärdjup mindre än nosradien undviks kommer spånbrytningen och spånkontrollen att kunna hanteras.

12 5. Löseggsbildning Löseggsbildningen har studerats med följande skärdata och efterföljande mikroskopi. Ändsvarvning med konstant varvtal, med och utan skärvätska. v cmax = 400 m/min a p =0,4 mm f z =0,10 mm -1 Ref. material CW614N Emulsion Torrt Figur 9 Löseggsbildning med CW614N. Obetydliga avsättningar av material på den bearbetade ytan vid bearbetning utan skärvätska CW511L Emulsion Torrt Figur 10 Löseggsbildning med CW511L. Tydliga avsättningar av material på den bearbetade ytan vid bearbetning utan skärvätska och vid skärhastigheter under 100 m/min. Vid bearbetning med skärvätska bildas inga avsättningar.

13 CW511L-P Emulsion Torrt Figur 11 Löseggsbildning med CW511L-P Charge1. Tydliga avsättningar av material på den bearbetade ytan vid bearbetning utan skärvätska och vid skärhastigheter i nästan hela skärhastighetsområdet. Vid bearbetning med skärvätska bildas inga avsättningar. CC752S-R Emulsion Torrt Figur 12 Löseggsbildning med CC752S-R. Inga tydliga avsättningar av material på den bearbetade ytan varken vid bearbetning med eller utan skärvätska.

14 Figur 13 EcoBrass. Övre fotot visar torr bearbetning medan nedre fotot bearbetning med emulsion. I inget av fallen förekommer avsättningar. Figur 14 CW511lL-P Charge2 Övre fotot visar torr bearbetning vilket ger avsättningar över halva skärhastighetområdet. Det nedre fotot är bearbetning med emulsion vilket inte ger avsättningar på den bearbetade ytan.

15 Figur 15 CW511L-P Charge3. Mer avsättningar vid torr bearbetning jämfört med charge 2 av samma material. Figur 16 CW 511Y Obetydliga avsättningar vid torr bearbetning (övre fotot). Med emulsion blir det inga avsättningar (nedre fotot)

16 Kommentarer kring löseggsbildningen Detta är troligtvis inte något stort problem då nästan all bearbetning sker med skärvätska eller raka oljor. I vissa operationer där det är nödvändigt att bearbeta med låga skärhastigheter, små matningar eller små skärdjup kan dock problem uppkomma. Sådana operationer är t.ex. bearbetning invändigt med liten håldiameter, roterande verktyg med liten diameter och gängning med tapp. De blyhaltiga eller kiselhaltiga legeringarna ger ingen eller obetydlig löseggsbildning vi torr bearbetning. 6. Förslitning och adhesion T = 1 0, Figur 17 Det lågblyhaltiga materialet CW511L Inget av de fyra först provade mässingsmaterialen innehåller några slitande partiklar (hårda inneslutningar). Blyet, α och β faserna sliter ytterst blygsamt på skärmaterialet. De senare tillkomna materialen CW 511Y och EcoBrass har inte undersökts metallografiskt men bearbetningsresultaten tyder inte på att några slitande partiklar förekommer. Då förslitningshastigheten var låg i samtliga studerade fall har enbart initialförslitningen studerats. Att göra fullständiga förslitningstest skulle ha krävt betydligt med mässingsmaterial än vad som fanns tillgängligt. Resultatet efter ca 10 minuters bearbetning med följande skärdata vissas nedan. T=10,37 min, v c = 400 m/min; a p =1,6 mm och f n =0,10 mm/varv

17 CW614N Figur 18CW614N Ingen synlig förslitning, avsättningen av mässing skymmer eggen. CW614N Figur 19 CW614N Efter rengöring framträder en närmast perfekt skäregg utan något tecken på förslitning.

CW511L Figur 20 CW511L Inga tecken på någon förslitning men med en hel del påsvetsat material utanför den egentliga skärzonen. CW511L-P T=10,37 min v c =400 m/min f n =0,10 m/min a p =1,6 mm Figur 21 CW511L-P charge1 Inga tecken på någon förslitning men med en del påsvetsat material utanför den egentliga skärzonen, dock mindre än med materialet CW511L. 18

19 CW752S-R Figur 22 CW752S-R Inga tecken på någon förslitning men med lite material påsvetsat utanför den egentliga skärzonen, dock betydligt mindre än med materialen CW511L och CW511L-P Figur 23 EcoBrass 142x

20 Figur 24 EcoBrass 60x Figur 25 CW511L-P charge2

21 Figur 26 511L-P Charge3 50x Figur 27 511L-P Charge3 150x

22 Figur 28 CW511-Y 50x Figur 29 511-Y CW150x

23 6.1 Kommentarer kring förslitning och adhesion Frånvaron av slitande partiklar i arbetsmaterialet gör att förslitningen blir långsam och kommer därför inte att vara ett stort problem. Fullständig utslitning till en fasförslitning av 0,3 mm skulle ha krävt mycket stora mängder arbetsmaterial. Därför har den initiala enbart studerats. Den ekonomiska livslängden ligger kring 10 minuter enligt traditionell skärdataoptimering. Detta är inte möjligt att uppnå då det skulle kräva varvtal och matningar som ingen maskin skulle mäkta med. I praktiken, för CW614N, ligger utslitningstiderna i storleksordningen 10 timmar. Verktygen byts i automatsvarvar vid mässingsbearbetning oftast en gång i veckan. Ett rimligt antagande är att livslängden med de lågblyhaltiga materialen blir kortare, kanske behövs verktygsbyten två gånger i veckan men det leder inte till någon större merkostnad. Verktygskostnaden blir fortfarande låg Påsvetsningen på verktyget, adhesionen, är till en början oproblematisk men när verktyget har varit i ingrepp några timmar kan det leda till spånstockning och andra störningar. Av de lågblyhaltiga materialen var CW511L-P det som gav mest påkletning. Verktygsförslitningen och adhesionsproblematiken bör undersökas närmare vid fältprov hos någon mässingsbearbetare.

24 7. Gradbildning Genom att studera gradbildningen fås ett mått som beror på duktiliteten i arbetsmaterialet. Antaget görs att spånmaterialet uppför sig på liknande sätt. Testen är genomförda på följande sätt: Radiell inmatning med stopp a p =1,6 mm; f z =0,10 mm -1 ; står still mer än ett varv på slutet v c = 400 på liten diameter; 200 m/min på stor diameter CW614N Figur 30 Referensmaterialet CW614N. En liten jämn grad som är lika för båda skärhastigheter.

25 CW511L Figur 31 Det lågblyhaltiga materialet CW511L. Stora grader vid båda hastigheterna, något större grad vid den högre skärhastigheten.

26 CW511L-P Figur 32 Det lågblyhaltiga materialet CW511L-P charge1. Stora grader vid båda hastigheterna, något större grad vid den högre skärhastigheten, snarlikt resultat som med CW511L.

27 CC752S-R Figur 33 Det medelblyhaltiga materialet CC752S-R. I stort sett samma gradbildning som referensmaterialet CW614N. En liten jämn grad något mindre grad vid den högre skärhastigheten

28 Figur 34 EcoBrass. I stort sett samma gradbildning som referensmaterialet CW614N samt CC752S-R Figur 35 CW511 L-P charge 2, stora grader vid båda hastigheterna.

29 Figur 36CW 511L-P Charge3, stora grader vid båda hastigheterna Figur 37 CW511-Y. I stort sett samma gradbildning som referensmaterialet CW614N.

30 7.1 Kommentarer kring gradbildning De lågblyhaltiga legeringarna ger stora grader i förhållande till vad referensmaterialet ger. CC752S-R. ger i stort sett samma gradbildning som referensmaterialet CW614N. De blyfria kiselhaltiga materialen ger en obetydlig gradbildning. Gradbildningen kan och kommer säkerligen också att bli ett problem. Med rätt programmering går det att eliminera eller minska gradbildningen. I figur 20 visas det genom att fasa arbetsstycket före stickning går att undvika bildandet av en större grad. Generellt är det fördelaktigt med att ha så trubbiga hörn som möjligt vid äntringen och avslutning av en operationen. Figur 38 Gradbildningen minskas genom att arbetsstycket avfasas före stickning.

31 8. Spånbreddning En annan mekanism som också styrs av duktiliteten i materialet är spånbreddning. Det vill säga att den verkliga spånan blir bredare än den nominella. Detta har inte mätts explicit men denna mekanism bör ha samma magnitud för de olika materialen som gradbildningen. De bägge lågblyhaltiga mässingslegeringarna utan kiseltillsats ger med största sannolikhet en mycket bredare spåna än de kiselhaltiga Spånbreddningen gör att spånan kläms vid spår och avstickning samt sågning förutsatt att man inte anpassar verktyget. Andra verktyg där man måste ta hänsyn till detta är profilstål och gängtappar. Verklig spånbred Nominell spånbred b D Figur 39 visar spånbreddning som är ett resultat av materialets duktilitet

32 9. Skärkrafter Mätningarna är genomförda vid svarvning i radiell led och data enligt följande: Mätning i 3 ortogonala riktningar och 3 matningar. a p =1,6 mm f z =0,05; 0,10; 0,20 mm -1 v c = 400 m/min Tabell 2 Skärkrafter i 3 ortogonala riktningar och med 3 matningar fn Fc Ff Fp Material 0,2 268,5 153,4 47,2 CW614N Ref. 0,1 145 88,6 32,2 0,05 93,5 73,8 24,6 0,2 511,5 358,4 37,1 CW511L 0,1 273 204,4 48,2 0,05 144 107,6 35 0,2 481,5 323,4 52,6 CW511L-P charge1 0,1 258,5 189,2 35,4 0,05 147 110,2 32,2 0,2 322 165 46,8 CW752S-R 0,1 171,5 72,6 31,2 0,05 102,5 60,8 25,8 0,2 358,3 213,2 40,2 EcoBrass 0,1 202,9 144,3 22,1 0,05 126,9 117,0 15,9 0,2 490,05 327,9 24,1 CW511L-Pcharge2 0,1 264,5 186,1 14,4 0,05 144,5 102,2 11,9

33 0,2 504,4 308,7 24,7 CW511L-Pcharge3 0,1 274,62 174,1 14 0,05 149,6 91,1 11,2 0,2 484,6 272,91 29,5 CW511Y 0,1 243 155,5 24,6 0,05 141,2 100,5 15,6 Kraft N Skärkrafter CW614N 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 0 0.1 0.2 0.3 Matning fn mm/varv Fc Ff Fp Figur 40 Skärkrafter från bearbetning i referensmaterialet CW614N.

34 Kraft N 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 Skärkrafter CW511L 0 0.1 0.2 0.3 Matning fn mm/varv Fc Ff Fp Figur 41 Skärkrafter från bearbetning i materialet CW511L. Kraft N Skärkrafter CW511L-P charge1 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Matning fn mm/varv Fc Ff Fp Figur 42 Skärkrafter från bearbetning i materialet CW511L-P charge1

35 Kraft N 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 Skärkrafter CW752S-R 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Matning fn mm/varv Fc Ff Fp Figur 43 Skärkrafter från bearbetning i materialet CW752S-R. 400 Skärkrafter EcoBrass Kraft N 350 300 250 200 150 100 50 Fc Ff Fp 0 0.05 0.1 0.2 Matning fn mm/varv Figur 44 Skärkrafter från bearbetning i materialet EcoBrass.

36 600 500 Skärkrafter CW511L-P charge2 Kraft N 400 300 200 100 Fc Ff Fp 0 0.05 0.1 0.2 Matning fn mm/varv Figur 45 Skärkrafter från bearbetning i materialet CW511L-P charge2 600 Skärkrafter 511L-P charge3 500 Kraft N 400 300 200 100 Fc Ff Fp 0 0.05 0.1 0.2 Matning fn mm/varv Figur 46 Skärkrafter från bearbetning i materialet 511L-P Charge3

37 600 500 Skärkrafter 511-Y Kraft N 400 300 200 100 Fc Ff Fp 0 0.05 0.1 0.2 Matning fn mm/varv Figur 47 Skärkrafter från bearbetning i materialet 511-Y omkörning Figur 48 Skärkrafterna från bearbetning i CW511L och referensmaterialet CW614N 9.1 Kommentarer kring skärkrafterna Det är anmärkningsvärda skillnader mellan de blyfria materialen och referensmaterialet. Skärkrafterna blir nästan dubbelt så stora utom för EcoBrass som noterar en höjning med 50 %. Detta leder till problem i effektsvaga maskiner som är vanliga sammanhanget och i operationer med en stor spånbredd. Exempel på sådana är svarvning med profilverktyg, spår- och avstickning, borrning och gängning, Precision och noggrannhet påverkas också negativt med större skärkrafter. De högre skärkrafterna ökar benägenheten till störande vibrationer.

38 Vibrationer Figur 49 Självsvängning vid instickssvarvning Den främsta orsaken till störande vibrationer vid svarvning är självsvängning, kallas och regenerativeffekt eller självinducerade svängningar. Figur 28 visar principen. När skäreggen av någon anledning börjar vibrera skär den ett tvättbräde -mönster på arbetstycket. När eggen ett varv senare skär över denna yta fån en varierande nominell spåntjocklek och med den en pulserande skärkraft. Om systemet inte kan hålla tillbaka svängningen blir processen instabil det vill säga amplituden ökar med tiden. Detta inträffar vid en bestämd spånbredd som kallas den kritiska spånbredden b cr. Denna kan beräknas enligt nedan, b cr,min är den minsta b cr som kan inträffa. Re{G x(jω)neg.max. beskriver de dynamiska egenskaperna i systemet och är en matris av komplexa tal. b cr,min =1/[2 k cb Re{G x(jω)neg.max. ] k cb - värdet, den dynamiska skärstyvheten, kan extraheras ur de uppmätta skärkrafterna och blir enligt följande. Material kcb CW614N, referens 253 CW511L 972 CW511L-P 785 CW752S-R 371

39 Eco Brass 288 CW511L-P charge2 862 CW511L-Pcharge3 849 CW511Y 615 Tabell 3 k cb - värden för de olika materialen Detta innebär, om det börjar vibrera kraftigt vid 6 mm spånbredd i referensmaterialet så vibrerar det vid 1,56 mm i CW511L, vid 1, 93 mm i CW511L-P och vid 4,09 mm i CC752S-R. Med Ecobrass vibrerar det vid 5,27 mm och för CW 511Y vid 2,47 mm. Provet som visas i figur 30 illustrerar skillnaderna tydligt. Bearbetningen har skett på fri ände med följande skärdata. v c = 400 m/min; a p =1,6 mm och f n =0,10 mm/varv CW614N CW511L CW511L-P CC752S-R Figur 50 Vibrationsmärken efter bearbetning på fri ände.

40 Figur 51 Vibrationsmärken efter bearbetning på fri ände EcoBrass Figur 52 Vibrationsmärken efter bearbetning på fri ände CW511L-P charge2 Figur 53 Vibrationsmärken efter bearbetning på fri ände 511L-P charge3

41 Figur 54 Vibrationsmärken efter bearbetning på fri ände CW511-Y 9.2 Kommentarer kring vibrationer Detta är ett område som kommer att vara centralt problemen kan minskas avsevärt med mer lättskärande geometrier och bättre upplägg av operationsberedningen. Operationstyper som är kritiska är spår och avstickning, profilverktyg, invändig svarvning och vissa borrverktyg. 10. Sammanfattande analys Spånbrytningen blir med de lågblyhaltiga legeringarna CW511L och CW511L-P något sämre än referensmaterialet fast ändå tillfredställande. För CC652S-R lika bra som referensmaterialet. Om de minsta nominella spåntjocklekarna undviks och ingen bearbetning med skärdjup mindre än nosradien är risken för problem med spånbrytning och spånkontroll liten. Beträffande de kiselhaltiga legeringarna ger EcoBrass dålig spånbrytning men CW511Y ligger i paritet med de övriga lågblyhaltiga legeringarna. Löseggsbildningen är troligtvis inte något stort problem då nästan all bearbetning sker med skärvätska eller raka oljor. Det kan bli besvärligt i vissa operationer där man av någon anledning tvingas att bearbeta med låga skärhastigheter, små matningar eller små skärdjup. CW511L-P har ett större löseggsområde än CW511L. De kiselhaltiga legeringarna ger obetydlig löseggsbildning. Förslitningen blir långsam på grund av frånvaron av slitande partiklar i arbetsmaterialet och kommer därför inte att vara något stort problem. Däremot kan påsvetsningen på verktyget bli ett problem. Till en början är detta oproblematisk, men när verktyget har varit i ingrepp några timmar kan det leda till spånstockning och andra störningar. Av de lågblyhaltiga materialen gav CW511L-P minst påkletning. De kieselbaserade legeringarna var oproblematiska i detta hänseende. Gradbildningen kan och kommer säkerligen också att bli ett problem. Fast med rätt programmering går det att eliminera eller minska gradbildningen. De lågblyhaltiga legeringarna ger stora grader i förhållande till vad referensmaterialet ger. CC752S-R ger i stort sett samma gradbildning som referensmaterialet CW614N. De kiselhaltiga har liten gradbildning varför inga speciella åtgärder behöver vidtas för dessa material

42 Spånbreddning som styrs av duktiliteten i materialet, det vill säga att den verkliga spånan blir bredare än den nominella. De båda lågblyhaltiga mässingslegeringarna ger med största sannolikget en mycket bredare spåna medan de kiselhaltiga inte får nämnvärt ökad spånbredd jämfört med referensmaterialet. Spånbreddningen gör att spånan kläms vid spår och avstickning samt sågning förutsatt att man inte anpassar verktyget. Andra verktyg där man måste ta hänsyn till detta är profilstål och gängtappar. Skärkrafter: Det är anmärkningsvärda skillnader mellan de lågblylegerade materialen och referensmaterialet. Skärkrafterna blir nästan dubbelt så stora utom för EcoBrass som ger en mindre höjning Detta leder till problem i effektsvaga maskiner som är vanliga sammanhanget och i de operationer där man har en stor spånbredd. Exempel på sådana är svarvning med profilverktyg, spår- och avstickning borrning och gängning, Precision och noggrannhet påverkas också negativt med större skärkrafter. Vibrationsproblematiken kommer att vara central, men man kan göra en hel del på både verktygssidan, och på metodsidan. Operationstyper som är kritiska är spår och avstickning, profilverktyg, invändig svarvning och vissa borrverktyg. Magnituden visas i följande exempel: Börjar det att vibrera signifikant vid 6 mm spånbredd i referensmaterialet så vibrerar det vid 1,56 mm i CW511L, vid 1,93 mm i CW511L-P och vid 4,09 mm i CC752S-R. Med Ecobrass vibrerar det vid 5,27 mm och för CW 511Y vid 2,47 mm.

43 10.1 Fortsatta undersökningar Vibrationer och skärkrafter: Utreda vad som kan göras med skärgeometrin vid invändig svarvning, spår- och avstickning, band-sågning och klingsågning, Spånbreddning: Utreda vad som kan göras med skärgeometrin vid spår och avstickning, bandsågning och klingsågning, Konkurrenttester: Eco Brass med flera. Fler mässingslegeringar: Fler sammansättningar bör testas Fältprov: Långtidsstudier och att samla in övriga problemställningar(om något förbisetts) Beredningsanvisningar: Sammanfatta och författa anvisningar och riktlinjer för beredning och programmering Utbildning: Beredare bör utbildas i hur blyfri mässing kan bearbetas Bandsågning: Den mest ekonomiska kapmetoden (smalare söm). Det krävs troligtvis en dedikerad produkt för att lösa de skärtekniska problemen. Fräsning: Det intermittenta förloppet adderar ytterligare problemställningar. De solida fräsverktygen är mest aktuella för mässingsbearbetning. Borrning: Här kan både spånbreddning, påkletning och vibrationer äventyra resultatet Gängning med tapp: Spånevakuering är mycket viktigt och både spånbreddning och påkletning kan försämra resultaten. Snabbstålsverktygen: PVD-belagda sorter Skäroljan: Inget prov med skärolja hanns med. Effekten av skärolja gör undersökas i fortsatta försök.