CBN prieš PCD: itin kietų pjovimo įrankių mūšis – gilus pasinerimas į gamybą ir našumą
CBN (kubinis boro nitridas) CNC pjovimo įrankiai
CBN arba kubinis boro nitridas yra sintetinė medžiaga, žinoma dėl savo ypatingo kietumo ir ilgaamžiškumo. Pagal kietumą jis nusileidžia tik deimantams, todėl yra ideali medžiaga pjovimo įrankiams, naudojamiems didelio našumo apdirbimui. CBN pjovimo įrankiai paprastai naudojami grūdinto plieno, ketaus ir kitų didelio stiprumo medžiagų, kurias sunku apdoroti įprastais pjovimo įrankiais, apdirbimui.
CBN įrankių gamybos procesas:
CBN pjovimo įrankių gamyba paprastai apima boro nitrido (BN) sintezę esant aukštam slėgiui ir aukštai temperatūrai. Procesas prasideda nuo boro miltelių ir azoto dujų, kurios veikiamos ekstremaliomis sąlygomis (virš 1500 °C), kad susidarytų kubiniai boro nitrido (c-BN) kristalai. Tada šie kristalai sujungiami su matricine medžiaga, dažnai kobalto rišikliu, kad būtų sukurtas pjovimo įdėklas arba įrankis. Šis derinys suteikia CBN įrankiui nepaprastą kietumą ir atsparumą dilimui.
CBN įdėklai gali būti gaminami įvairių formų ir dydžių, atsižvelgiant į konkrečius apdirbimo reikalavimus. Galutinis įrankis dažnai sukepinamas, šlifuojamas ir padengiamas, kad dar labiau pagerintų jo veikimą ir paviršiaus apdailą. Dėl įrankio gebėjimo išlaikyti aštrias pjovimo briaunas esant aukštai temperatūrai jis yra puikus pasirinkimas sunkioms reikmėms tokiose pramonės šakose kaip aviacija, automobilių pramonė ir įrankių gamyba.
PCD (polikristalinio deimanto) CNC pjovimo įrankiai
PCD arba polikristalinis deimantas yra medžiaga, pagaminta sujungiant smulkius deimantų kristalus esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, todėl gaunama stipri ir patvari pjovimo įrankių medžiaga. PCD įrankiai yra žinomi dėl savo išskirtinio atsparumo dilimui, ypač apdirbant spalvotuosius metalus, tokius kaip aliuminis, varis ir žalvaris, taip pat kompozicines medžiagas.
PCD įrankių gamybos procesas:
PCD įrankių gamyba pradedama gaminant smulkius deimantinius miltelius, kurie maišomi su metalo rišikliu, dažniausiai kobaltu ar kitais metalo milteliais. Tada šis mišinys specialiu presu apdorojamas aukštos temperatūros ir aukšto slėgio procesu, vadinamu "sukepimu". Šio proceso metu deimantiniai kristalai susilieja, sukuria tankią polikristalinę struktūrą.
PCD įrankiai paprastai gaminami dviejų pagrindinių formų: monolitiniai ir lituoti. Taikant monolitinį metodą, visas įrankis yra pagamintas iš PCD, o litavimo metodu ant karbido pagrindo pritvirtinamas plonas PCD sluoksnis. Po sukepinimo PCD įrankiai yra šlifuojami ir nupoliruojami iki tikslių matmenų, užtikrinančių aštrius pjovimo kraštus ir lygų paviršiaus apdailą. Jie gali būti toliau apdorojami dangomis, kad padidėtų jų atsparumas nusidėvėjimui ir oksidacijai, o tai gali pagerinti jų veikimą tam tikrose srityse.
PCD įrankiai dažniausiai naudojami didelio tikslumo pjovimo užduotims atlikti ir yra ypač naudingi apdirbant medžiagas, dėl kurių tradicinės įrankių medžiagos labai susidėvi. Dėl savo išskirtinio kietumo ir mažų trinties savybių jie pasižymi išskirtiniu našumu tiek apdailos, tiek didelio greičio apdirbimo operacijose.
CBN ir PCD CNC pjovimo įrankių palyginimas
| Turtas | CBN (kubinis boro nitridas) | PCD (polikristalinis deimantas) |
|---|---|---|
| Medžiagos sudėtis | Kietas, sintetinis boro nitridas | Sintetinės deimantų dalelės, sujungtos aukštu slėgiu |
| Kietumas | Labai aukštas, antras po deimantų | Itin aukšta, kiečiausia žinoma medžiaga |
| Programos | Grūdintas plienas, ketus, aukštos temperatūros lydiniai | Spalvotieji metalai, kompozitai, aliuminis, varis ir kt. |
| Atsparumas dilimui | Puikus, ypač su kietomis, abrazyvinėmis medžiagomis | Puikiai tinka, ypač minkštiems, spalvotiems metalams |
| Terminis stabilumas | Labai aukštas, puikiai atlaiko karštį | Vidutinis, jautrus aukštai temperatūrai |
| Įrankio gyvenimas | Ilgas įrankio tarnavimo laikas grubiai ir sunkiai apdirbant | Labai ilgas įrankio tarnavimo laikas, ypač atliekant apdailos darbus |
| Pjovimo greitis | Idealiai tinka dideliems pjovimams ir vidutiniam greičiui | Didelis pjovimo greitis lengviems ir vidutiniams pjovimams |
| Kaina | Paprastai mažesnis nei PCD | Didesnis dėl gamybos proceso ir medžiagų |
| Tipiškos pramonės šakos | Aviacijos, automobilių, štampų ir liejimo, plieno pramonė | Automobiliai, aviacija, elektronika ir plastikai |
| Paviršiaus apdaila | Didelis tikslumas ir gera paviršiaus apdaila kietose medžiagose | Puiki spalvotųjų medžiagų paviršiaus apdaila |
Pagrindiniai skirtumai:
Medžiagų suderinamumas:
CBN ypač tinka kietoms ir abrazyvinėms medžiagoms, tokioms kaip grūdintas plienas ir ketus.
PCD idealiai tinka minkštoms medžiagoms, tokioms kaip aliuminis, varis ir kompozitai, kurios greitai susidėvi tradicinius įrankius.
Našumas aukštoje temperatūroje:
CBN įrankiai gali atlaikyti aukštesnes temperatūras nesugadindami, todėl jie yra veiksmingesni didelės jėgos ir didelio karščio apdirbimo sąlygomis.
PCD įrankiai, nors ir labai kieti, mažiau toleruoja itin aukštą temperatūrą ir tokiomis sąlygomis gali prarasti savo pranašumą.
Išlaidų svarstymai:
CBN įrankiai paprastai yra pigesni nei PCD įrankiai, nes PCD reikalingi sudėtingesni gamybos procesai, o pati žaliava yra brangesnė.
Paviršiaus apdaila ir tikslumas:
PCD įrankiai labiau tinka norint pasiekti itin smulkią paviršiaus apdailą, ypač spalvotųjų medžiagų.
CBN įrankiai, nors ir tikslūs, pasižymi patvarumu ir atsparumu pjovimui, o ne pasiekia aukščiausią paviršiaus apdailą naudojant minkštesnes medžiagas.
Tiek CBN, tiek PCD CNC pjovimo įrankiai pasižymi išskirtiniu našumu, tačiau jie patenkina skirtingus apdirbimo poreikius. CBN įrankiai idealiai tinka naudoti kietoms, kietoms medžiagoms ir aukštai temperatūrai, o PCD įrankiai blizga dirbant su minkštesniais metalais ir kompozicinėmis medžiagomis, todėl užtikrina ilgą įrankio tarnavimo laiką ir puikų pjovimo našumą. Pasirinkimas iš dviejų priklauso nuo konkrečios apdirbamos medžiagos, reikiamo įrankio naudojimo laiko ir apdirbimo aplinkos.
