Пластины режущие из сверхтвердых материалов

Свойства пластин режущих из сверхтвердых материалов марки К07

Режущий инструмент является решающим фактором в деле достижения высокоэффективной и экономичной механической обработки. Основным материалом для режущего инструмента сегодня, и в значительной мере завтра, является кубический нитрид бора -- КНБ (Cubic Boron nitrid - CBN). Этот материал обладает всем необходимым комплексом свойств, предъявляемым к режущему инструменту. Твердость КНБ незначительно уступает алмазу, но имеет большее преимущество по температуре фазового перехода: Алмаз - 700 - 900 С - Графит КНБ - 1300 - 1450 С - ГНБ Также, в отличие от алмаза, КНБ - химически инертный материал.

Описание свойств: Пластины из КНБ являются наиболее твердым материалом после алмаза. К важным достоинствам пластин К07 относятся:

• ударная устойчивость, в отличие от эльбора, гексанита и другихмарок изделий из КНБ, выпускаемых на территории СНГ;
• химическая инертность;
• высокая температурная устойчивость (до 1300 С);
• возможность продолжительной работы в режиме знакопеременныхнагрузок (в отличие от других марок изделий из КНБ);
• широкий спектр обрабатываемых материалов (твердость 30 - 90 HRC);
• возможность нарезания резьбы в закаленных сталях;
• возможность калибровки и шлифовки резьбы за один проход.

Все эти достоинства пластинмаркиК07 позволяют использовать их:

• при значительных глубинах резания;
• при высоких скоростях резания;
• при больших подачах.

Хорошая устойчивость граней пластин К07 обусловлена внутренним высоко интенсивным сращиванием зерен. Химическая стойкость обусловлена весьма стабильным и прочным соединением бора и азота.

Особенно сильно химическая стойкость проявляется по отношению к нецветным металлам. Из-за этогоне наблюдаетсяпроцесс диффузии и окисления, вызывающие появление износа кромок при обработке материалов.

Высокая температурная стабильность пластин К07 обусловлена тем, что преобразования кубического нитрида бора начинаются при температуре около 1300 0С. Это позволяет сохранить пластинам КНБ эффективные свойства при высоких температурах, которые имеют место при обработке резанием твердых материалов. Уникальная ударная устойчивость пластин К07 значительно расширяет область их применения.

Средство охлаждения оказывает влияние на стойкость пластин КНБ, так как оно, в связи с высокими температурами, сразу испаряется вблизи от места применения. Пластины К07 подвержены такому же износу (по форме) как и все твердосплавные пластины, то есть:

• поверхностный износ;
• лункообразный износ;
• образование зазубрин (как исключение) на рабочем конце.

Зазубрины на рабочем конце возникают вследствие образования металлического грата в районе наружной основной режущей кромки. Образования этого, сильно отвердевшего грата, можно избежать применением высоких скоростей резания (т.е. высокими температурами) и пониженных подач. В определенном диапазоне, несмотря на увеличения скоростей резания, может наступить уменьшения износа и, как следствие, увеличение срока службы. Поэтому скорости резания не должны быть слишком низкими. Причиной выкрашивания режущей кромки является механическая перегрузка пластины. Во избежание этого необходимо уменьшить подачу или соответственно увеличить скорость резания. Так как пластины К07 обладают высокой температурной стойкостью, то при работе имеет место преимущественно износ механического характера (истирание, округление режущей кромки, микроскопическое выкрашивание). В связи с высокой стойкостью кромки, пластины К07 прекрасно зарекомендовали себя в процессе резания с прерыванием. Усилие резания при применении пластинКНБ примерно на 30 % меньше, чем при использовании керамического инструмента. Это явное преимущество объясняется следующим:

• незначительным износом режущей кромки;
• очень незначительным округлением режущей кромки;
• полированной плоскостью стружки.

Возможно применение пластин из КНБ при обработке чувствительных к колебаниям деталей, которые имеют узкие границы допусков. Это возможно при незначительных глубинах и скоростях, что способствует уменьшению усилия резания. На больших скоростях резания снимаемая стружка металла размягчается не нарушая при этом структуры обрабатываемого материала. При обработке резанием с помощью пластин К07 должна образовываться элементарная стружка или стружка из коротких ломаных фрагментов.

Явление «нажима», как это наблюдается на режущей кромке, при обработке твердых материалов с использованием керамики, при применении режущих пластин К07 почти не имеет места. Получаемое качество поверхности в значительной степени зависит от вида обрабатываемого материала. Качество поверхности, в большинстве случаев, достигает качества шлифовальных поверхностей, что позволяет не применять дополнительного процесса обработки. При повышенных требованиях к качеству поверхности следует соблюдать следующие правила:

• незначительная глубина резания < 1.2 мм; - незначительная подача < 0.2 мм/об;
• высокие скорости резания.

Для уменьшения времени обработки при конечных операциях, например при хонинговании, следует уменьшить припуски на обработку. При работе с использованием пластин К07 можно оперировать с минимальными допусками. Это возможно так как обрабатываемая деталь почти не нагревается, большая часть тепла отводится со стружкой и через режущую пластину К07 (КНБ является отличным проводником тепла). При обработке материалов очень важно позицирование зажимов. Режущая кромка должна устанавливаться точно по середине или немного ниже осевой линии обрабатываемой детали. Для выбора оптимального режима резания следует провести первый опыт, используя режимы крайней правой графы (см. таблицу 1), а затем уже накатывать оптимальный режим. При износе или поломке пластины К07 механическому или химическому восстановлению не подлежат. Однако при правильной эксплуатации пластины практически не ломаются.

Вышеизложенные рекомендации и особенности применения режущих пластин из сверхтвердых материаловполучены в ходе испытаний и эксплуатации на следующих предприятиях России и странах СНГ: ОАО «Чебоксарский агрегатный завод» (г. Чебоксары),ОАО «Ульяновский автомобильный завод»(г. Ульяновск),ЗАИ РАУП «ПО Кристалл» (Беларусь),ЗАО «Вологодский подшипниковый завод»(г. Вологда),АО "Мельинвест" г. Нижний Новгород;ОАО «Металлургический завод им. А.К. Серова» (г. Серов, Свердловская обл.),Череповецкий металлургический комбинат;ОАО «Машзавод» (г. Могилев - Подольский, Украина) и др.

Материал	Глубина резания, мм	Подача мм\об	Скорость резания м\мин, от - до	Ориенти- ровочное значение скорости, первый опыт. от - до	Достига- емая на жестких станках при мин. подаче, 0,001 мм\об. Ra	Класс шерохова- тости
Отбеленный чугун 55-62 HRC		0,1 - 0,4	55	40 - 120	0,4	8
Закаленная сталь, стали для поверхности закалки (цементированные), рессорные стали, шарикоподшипниковые стали, стали холодной обработки 55-63 HRC, > 63 HRC	В зависимости от размеров и формы пластины К - 07 - 0,005 - 16,0	В зависимости от формы пластины К - 07 и желаемого качества поверхности 0,01 - 2,0	110 - 300	160 - 180	0,6	8
Сталеллит 60 - 65 HRC			120 - 200	150 - 170	0,6	8
Быстрорежущие стали (HSS) 60 - 65 HRC			110 - 200	120 - 140	0,6	8
Наплавляемые сплавы (порошок + проволока) на основе Ni, Cr, B, WcMo 45 - 65 HRC			110 - 250	160 - 180	0,6	8
Наварные сплавы на основе W... (ремонтная cварка) 60 HRC			120 - 300	180 - 200	0,8	7
Сырые стали			140 - 300	150 - 200	0,8	7
Отбеленный чугун по «корке»			40 - 80	50 - 70	1,6	6
Серый литейный чугун 200 - 300 HB (GG20, GG26, GG30)			400 - 1400*	50 - 600	0,8	7
Высокопрочный чугун			200 - 300	240 - 270	3,2	5
Жаропрочные сплавы типа ХН73МЕПО**		0,8 -0 ,15	100 - 150	170 - 190	0.8	7

• Скорости резания ниже 400 м\мин по серому литейному чугуну ведут к повышенному износу и поэтому их применять не следует.

** Режимы обработки металлов, приведенные в данной таблице, гарантируются для станков, имеющих паспортную технологическую точность (жестких станков) так как данный инструмент является инструментом повышенной точности.

Перечень выпускаемых режущих пластин из сверхтвердых материалов

ООО «Сутекс» производит пластины на основе КНБ для резцов и фрез по номенклатуре ISO - 1832 и ГОСТ 28762-90.

Пластины могут изготавливаться в виде монолита в форме круга, квадрата,ромба.Пластинынашей фирмы по работоспособности и цене успешно конкурируют с отечественными и зарубежными аналогами.Обобщенный перечень выпускаемых пластин из КНБ:

Обозначение по ISO 1832			Размеры
Круг	RNMN RCMN RPMN	RNNN RCNN RPNN	Диаметр : 5,56 - 12,7 Толщина : 3,18 - 6.35
Ромб	CNMN CCMN CPMN	CNNN CCNN CPNN	Диаметр вписанной окружности : 5,56 - 9,52 Толщина 3,18 - 4,76 Радиус при вершине: 0,2 - 1,2
Квадрат	SNMN SCMN SPMN	SNNN SCNN SPNN	Диаметр вписанной окружности: 5,56 - 12.7 Толщина: 3,18 - 4,76 Радиус при вершине: 0,2 - 1,2

Цены на заказываемые режущиепластиныиз КНБ договорные и на 30 % - 50% ниже установленных каталогами зарубежных стран.