20. září 2016 09:28

Diamantové a CBN nástroje pro třískové obrábění

Monokrystalický přírodní diamant je lidstvu znám jako absolutně nejtvrdší materiál už přes 3 000 let. Až do dnešního dne je nejcennějším drahokamem na světě. Tento minerál, sestávající z čistého uhlíku, se jako nástroj používal už v dávných dobách. Nálezy, které dokládají používání neopracovaných diamantů jako rycích nástrojů, se datují na 200 let před Kristem. Později se vyvinula technologie broušení, která dala surovým diamantům požadovaný tvar.

V roce 1953 vyrobila ASEA ve Švédsku první opravdové syntetické krystaly diamantu. Dva roky na to (1955) v USA úspěšně ukončila obsáhlý výzkum firma General Electric. Syntetické diamanty se dnes vyrábějí jako MKD monokrystaly diamantu (MDC), polykrystalické CVD diamanty (TFC) a jako PKD polykrystalický diamant s příměsí pojiv (PDC). Celosvětová spotřeba těchto ultratvrdých řezných materiálů neustále stoupá. Současná i budoucí průmyslová výroba je dnes bez těchto řezných materiálů nemyslitelná.

V druhé polovině minulého století se nástroje z diamantu pro třískové obrábění používaly jen na nejnáročnější operace, protože byly relativně drahé a jejich sortiment omezený. Postupným přechodem z přírodních diamantů na PKD a MKD se rozšířil jejich sortiment a cena postupně klesala dolů. Protože se začaly vyrábět běžné břitové destičky dle ISO osazené malým PKD břitem, bylo snadné nahradit tvrdokovovou destičku. PKD mnohonásobně zvýšilo životnost nástroje a stabilitu obráběcího procesu při zvýšené produktivitě a výrazné úspoře nákladů. O tento rozvoj se z velké části zasloužila německá firma BECKER Diamantwerkzeuge, která již v roce 2003 nabídla nejširší sortiment PKD a CBN nástrojů ve svém 216 stránkovém katalogu.

Nástrojový program TFC

Dnes BECKER nabízí TFC nástrojový program nové generace osazený CVD diamanty. Tento nový nástrojový program nabízí díky unikátním otěruvzdorným vlastnostem srovnatelným s přírodním monokrystalem diamantu navýšení životnosti na dvojnásobek až desetinásobek ve srovnání s PKD. CVD diamant s tloušťkou 0,5–1,8 mm se vyrábí postupným napařováním chemických par jako čistý diamant bez pojiva. To umožňuje vyrobit extrémně ostrou řeznou hranu a tudíž i vynikající kvalitu opracování povrchu s minimálním řezným tlakem. Absence pojiv na řezné hraně zajišťuje extrémní odvod tepla z řezné zóny. Právě odvod tepla z řezné zóny má spolu s tvrdostí největší vliv na dlouhou životnost diamantového břitu.

CVD segmenty jsou pájené na tvrdokov ve vakuu, což zajišťuje vysokou pevnost spojení. Kvůli extrémní tvrdosti CVD diamantu je téměř nemožné brousit nebo erodovat řeznou hranu. Pro výrobu se používají hightech lasery, které vytvářejí řezné hrany v nejvyšší kvalitě a navíc umožňují laserem vytvořit 3D utvařeče třísky v různých tvarech.

Becker je světovou špičkou v obrábění diamantových břitů laserovou technologií! Nejefektivnější úspory jsou dosahovány při aplikacích na hliníkové slitiny s vysokým obsahem Si, keramiku, plasty s uhlíkovými nebo skleněnými vlákny, mosaz, měď, bronz… Diamantové nástroje neuvěřitelně zrychlily technologii obrábění barevných kovů a plastů, přičemž konkurenční prostředí a hromadná výroba razantně snížily jejich ceny.

Nástroje z CBN

Obdobný rozmach jako diamantové nástroje zažívají také nástroje z CBN (polykrystalický kubický nitrid boru). Ze 14 různých druhů CBN nabízených Beckerem vychází ekonomicky nejvýhodněji vícebřité sendvičové provedení. Oboustranně CBN osazené segmenty jsou zaletované do ISO TK polotovarů.

Tak vznikají břitové destičky s negativní geometrií, kde každý letovaný segment má automaticky dva břity, z nichž každý disponuje velkým objemem CBN řezného materiálu. Tento výrobní postup šetří náklady a je tudíž velmi ekonomický. CBN řezné materiály se liší obsahem CBN (%), zrnitostí CBN a pojivem. Pro použití je zásadní rozdělení na nízký obsah CBN od 55 % do 70 % a vysoký obsah CBN od 75 % do 95 %.

Nízký obsah CBN je vhodný pro obrábění tepelně zušlechtěné kalené nebo cementované oceli o tvrdosti 45–70 HRc. Obrábění pružinové, ložiskové a nástrojové oceli při vysoké řezné teplotě.

Vysoký obsah CBN vykazuje maximální odolnost při obrábění šedé, tvárné nebo tvrzené litiny, sintrované práškové oceli a superslitin jako Inconell 718, Nimonic, Titan…

BECKER nabízí ve svém novém katalogu 14 různých CBN řezných materiálů, 6 druhů povlakovaných CBN a to vše až v 8 různých geometriích faset, které jsou připraveny k okamžitému dodání ze skladu. Tím je schopen standardně ze skladu uspokojit prakticky všechny myslitelné druhy aplikací.

Pro výběr CBN materiálu, geometrie a řezných podmínek je třeba znát přesnou specifikaci obráběného matriálu a jeho tvrdost v HRc, hloubku třísky a požadované opracování Ra a zda se jedná o přerušovaný řez či ne. Podrobná technická část vám poskytne kompletní informace potřebné k výběru správného řezného materiálu PKD/CBN včetně řezných podmínek a požadovaného opracování.

Katalogy jsou k dispozici v tištěné německé a anglické verzi. Českou verzi katalogu v PDF je možno stáhnout ze stránek zastoupení:

www.diapraha.cz/ke-stazeni

Jan Čeřovský

DIA-Praha s. r. o.
K Čestlicům 185
104 00 Praha 10-Křeslice
T: +420 267 713 230
F: +420 267 713 231
www.diapraha.cz