Выбор пластин PCD и CBN

Пластины из кубического нитрида бора лучше всего использовать при легких получистовых и чистовых операциях.

Производство самых твердых резцов на планете включает в себя интенсивные процессы и химию. Инструменты из поликристаллического алмаза (PCD) и кубического нитрида бора (CBN) занимают первое и второе места в списке самых твердых материалов пластин соответственно, но их состав совершенно различен.

Не вдаваясь в подробности химии, для формирования различных марок этих вставок в зависимости от соотношения материала и связующего используются экстремальные температуры, спекание и давление.

Компания BIG Daishowa, которая специализируется на держателях, а также предлагает пластины с напайками из CBN и PCD со специальной формой стружколома для своих расточных инструментов, часто получает вопросы об этом типе оснастки. Мэтту Тегельману, старшему специалисту по продуктам, задали несколько наиболее распространенных вопросов. Здесь мы делимся его ответами.

Вопрос: Как эксперт по инструментам, как вы описываете важность интерфейса инструмент/держатель? Ответ: Для PCD и CBN подходят только самые стабильные условия. Высокая твердость сопровождается очень хрупкими характеристиками. Если жесткость инструмента или приспособления не идеальна или если заготовка имеет сильные гармоники, вызванные чрезмерными пустотами, при резке могут проявиться вибрации. Это приводит к плохой стойкости алмазной режущей кромки. В этих случаях лучше всего использовать твердосплавные пластины.

Вопрос: В чем самая большая разница между пластинами PCD и CBN?Ответ: Пластина из поликристаллического алмаза должна быть лучшим выбором при обработке алюминия и магния, а также деталей из углеродного волокна, поскольку ее чрезвычайная твердость обеспечивает очень длительный срок службы инструмента при обработке этих цветных металлов.

Поскольку это синтетический алмаз (почти чистый углерод), его нельзя использовать для обработки черных металлов, таких как стали и чугуны, поскольку при температуре выше 700 градусов по Фаренгейту атомы углерода вступают в реакцию с материалом детали, образуя карбид железа и вызывая ромбовидные структуры рухнут.

PCD особенно необходим, когда алюминий содержит более 5 процентов кремния, чтобы противостоять абразивному воздействию, приводящему к износу.

CBN использует бор в качестве основного элемента. Хотя бор имеет кристаллическую структуру, аналогичную углероду, ему не хватает сродства к железу.

Это второй по твердости известный материал, который может выдерживать температуру резания выше 1800 градусов по Фаренгейту. CBN подходит для обработки стали или железа и является одним из первых вариантов для работы с закаленными сталями, обычно твердостью не менее 50 HRC, и его следует используется только для отделки. Для любой прерывистой резки требуется инструмент с максимальной стабильностью, иначе он не будет работать должным образом.

CBN бывает разных марок, в которые для изменения характеристик добавляются связующие, такие как керамика и металлы. Размер зерен кристаллической структуры также можно настроить в соответствии с определенными характеристиками. Высокое содержание CBN и ультрамелкий размер зерен представляют собой самую твердую комбинацию, подходящую для непрерывной обработки закаленного чугуна и порошковых металлов.

Инструменты из кубического нитрида бора бывают разных марок, в которые для изменения характеристик добавляются связующие, такие как керамика и металлы.

Вставки из CBN также могут быть покрыты покрытием. Например, для обработки закаленных сталей рекомендуется использовать среднезернистый материал CBN с покрытием TiCN.

Вопрос: Какова оптимальная минимальная/максимальная глубина резания для пластин PCD и CBN? О: Пластины PCD и CBN лучше всего подходят для легких получистовых и чистовых операций. Обычно я рекомендую припуск максимум 0,040 дюйма по диаметру и минимум до 0,004 дюйма, в зависимости от радиуса вершины пластины.

Вопрос: Какова связь между качеством поверхности и радиусом вершины инструмента? О: Больший радиус при вершине обеспечивает лучшее качество поверхности при заданной скорости подачи. Следовательно, чем больше радиус, тем быстрее вы сможете подать инструмент и при этом получить хорошую отделку. Компромисс заключается в давлении инструмента. Больший радиус вызывает большее отклонение инструмента и в определенный момент может привести к вибрации. Хитрость заключается в том, чтобы найти наибольший радиус, который дает результаты без вибрации.