CBN проти PCD: битва надтвердих різальних інструментів – глибоке занурення у виробництво та продуктивність
CBN (кубічний нітрид бору) ріжучі інструменти з ЧПУ
CBN, або кубічний нітрид бору, є синтетичним матеріалом, відомим своєю надзвичайною твердістю та довговічністю. Він поступається лише алмазу за твердістю, що робить його ідеальним матеріалом для ріжучих інструментів, які використовуються для високопродуктивної обробки. Різальні інструменти з CBN зазвичай використовуються для обробки загартованої сталі, чавуну та інших високоміцних матеріалів, які важко обробляти звичайними різальними інструментами.
Процес виробництва CBN інструментів:
Виробництво CBN ріжучих інструментів зазвичай передбачає синтез нітриду бору (BN) під високим тиском і високою температурою. Процес починається з порошку бору та газоподібного азоту, які піддаються екстремальним умовам (вище 1500°C) для утворення кристалів кубічного нітриду бору (c-BN). Потім ці кристали поєднуються з матеріалом матриці, часто кобальтовим сполучним, щоб створити ріжучу пластину або інструмент. Ця комбінація надає інструменту CBN чудову твердість і зносостійкість.
Пластини CBN можуть виготовлятися різних форм і розмірів, залежно від конкретних вимог до обробки. Остаточний інструмент часто спікають, шліфують і покривають для подальшого покращення його продуктивності та якості поверхні. Здатність інструменту зберігати гострі ріжучі кромки при високих температурах робить його чудовим вибором для застосування у важких умовах у таких галузях, як аерокосмічна, автомобільна та інструментальна промисловість.
PCD (полікристалічний алмаз) Ріжучі інструменти з ЧПУ
PCD, або полікристалічний алмаз, — це матеріал, виготовлений шляхом з’єднання тонких алмазних кристалів під високим тиском і температурою, що дає міцний і довговічний матеріал для ріжучого інструменту. Інструменти PCD відомі своєю винятковою зносостійкістю, особливо при обробці кольорових металів, таких як алюміній, мідь і латунь, а також композитних матеріалів.
Процес виготовлення інструментів PCD:
Виробництво PCD-інструментів починається зі створення тонкодисперсних алмазних порошків, які змішуються з металевим сполучним, як правило, кобальтом або іншими металевими порошками. Потім цю суміш піддають високотемпературному процесу під високим тиском, відомому як «спікання» в спеціальному пресі. Під час цього процесу алмазні кристали зливаються разом, утворюючи щільну полікристалічну структуру.
Інструменти PCD зазвичай виготовляються у двох основних формах: монолітні та паяні. При монолітному методі весь інструмент виготовляється з PCD, тоді як при паяному методі тонкий шар PCD прикріплюється до твердосплавної підкладки. Після спікання інструменти PCD шліфуються та поліруються до точних розмірів, що забезпечує гострі ріжучі кромки та гладку поверхню. Їх можна додатково обробити покриттями, щоб підвищити їхню стійкість до зношування та окислення, що може покращити їхню продуктивність у певних сферах застосування.
Інструменти PCD зазвичай використовуються для високоточних завдань різання та особливо корисні для обробки матеріалів, які спричиняють значний знос традиційних інструментальних матеріалів. Завдяки своїй винятковій твердості та властивостям низького тертя вони забезпечують надзвичайну продуктивність як під час обробки, так і при високошвидкісній обробці.
Порівняння ріжучих інструментів з ЧПУ з CBN і PCD
| Власність | CBN (кубічний нітрид бору) | PCD (полікристалічний алмаз) |
|---|---|---|
| Склад матеріалу | Твердий синтетичний нітрид бору | Частинки синтетичного алмазу, скріплені під високим тиском |
| Твердість | Дуже висока, поступається лише діаманту | Надзвичайно високий, найтвердіший відомий матеріал |
| Додатки | Загартовані сталі, чавуни, жароміцні сплави | Кольорові метали, композити, алюміній, мідь та ін. |
| Зносостійкість | Відмінно, особливо з твердими абразивними матеріалами | Відмінний, особливо для м'яких, кольорових металів |
| Термічна стабільність | Дуже висока, добре витримує сильну спеку | Помірний, чутливий до високих температур |
| Ресурс інструменту | Довгий термін служби інструменту при грубій та важкій обробці | Дуже довгий термін служби інструменту, особливо під час чистових операцій |
| Швидкість різання | Ідеально підходить для важких розрізів і помірних швидкостей | Висока швидкість різання для легких і середніх різів |
| Вартість | Зазвичай нижче, ніж PCD | Вищий через процес виготовлення та матеріал |
| Типові галузі | Аерокосмічна, автомобільна, прес-форми, металургійна промисловість | Автомобільна, аерокосмічна промисловість, електроніка та пластмаси |
| Оздоблення поверхні | Висока точність і хороша обробка поверхні твердих матеріалів | Чудова обробка поверхні кольорових матеріалів |
Ключові відмінності:
Сумісність матеріалів:
CBN особливо підходить для твердих і абразивних матеріалів, таких як загартована сталь і чавун.
PCD ідеально підходить для м’яких матеріалів, таких як алюміній, мідь і композити, які, як правило, швидко зношуються традиційними інструментами.
Продуктивність при високих температурах:
Інструменти з CBN можуть витримувати високі температури без погіршення якості, що робить їх ефективнішими для механічної обробки з високим зусиллям і високою температурою.
Інструменти PCD, незважаючи на те, що вони дуже тверді, менш стійкі до надзвичайно високих температур і можуть втратити перевагу за таких умов.
Розгляд вартості:
Інструменти CBN, як правило, є більш доступними, ніж інструменти PCD, оскільки PCD вимагає складніших процесів виробництва, а сама сировина є дорожчою.
Оздоблення поверхні та точність:
Інструменти PCD більше підходять для досягнення надтонкої обробки поверхні, особливо кольорових матеріалів.
Інструменти з CBN, незважаючи на точність, вирізняються більшою довговічністю та стійкістю до різання, ніж досягнення найвищої якості поверхні м’яких матеріалів.
Ріжучі інструменти CNC CBN і PCD пропонують виняткову продуктивність, але вони задовольняють різні потреби обробки. Інструменти з CBN ідеально підходять для роботи з твердими матеріалами та високотемпературним застосуванням, тоді як інструменти PCD сяють при роботі з м’якшими металами та композитними матеріалами, забезпечуючи тривалий термін служби інструменту та чудову ефективність різання. Вибір між ними залежить від конкретного матеріалу, що обробляється, необхідного терміну служби інструменту та середовища обробки.
