Точные факты о самых твердых режущих инструментах

Режущие инструменты из алмаза и CBN — мощное оружие, но когда и как их следует использовать?

Две вещи, которые все знают об алмазах: они очень твердые и очень дорогие. То же самое касается и поликристаллического алмаза (PCD), а также режущих инструментов из кубического нитрида бора (CBN). Они достаточно тверды, чтобы резать чрезвычайно трудные для обработки материалы, но их стоимость делает их в большинстве случаев инструментом последней инстанции, используемым только тогда, когда нет лучшего и более дешевого решения.

«Технологии CBN и PCD находятся на грани применения режущего инструмента», - отметил Том Раун из Iscar USA. «И поэтому их часто упускают из виду.

Однако есть две истины, которые следует учитывать производителям, более ориентированным на металлообработку. Во-первых, хотя первоначальная стоимость твердорежущих инструментов может показаться серьезным препятствием для их использования, на самом деле они могут обеспечить большую отдачу от инвестиций и снизить стоимость детали при правильном использовании. Во-вторых, инструменты PCD и CBN совершенствуются, что делает их более универсальными и расширяет спектр применений, для которых они подходят.

С помощью четырех экспертов (включая Рауна) мы рассмотрим, как используются оба типа инструментов и как эти инструменты становятся лучше и полезнее.

«Материалы как PCD, так и CBN обычно используются для высокопроизводительных применений, а это означает, что необходимо производить большой объем деталей», — сказал Стив Ховард, менеджер по маркетингу и проектированию компании NTK Cutting Tools USA, Уиксом, Мичиган. «Это самый твердый режущий инструмент. материалов в отрасли, они могут обеспечить наилучшую стойкость инструмента для различных материалов деталей. В случае с CBN на рынке существуют другие материалы для режущих инструментов, которые будут выполнять ту же операцию обработки на более высокой скорости резания, но они не смогут достичь стойкости инструмента, свойственной CBN. CBN может предложить больше деталей и меньшую индексацию пластин при меньшем расстоянии от поверхности, [для] сокращения времени цикла обработки детали».

Сплавы CBN в основном используются для резки закаленной стали и порошковых металлов, тогда как PCD наиболее применимы для обработки цветных металлов, отметил Ховард.

«Однако производители деталей наблюдают эволюцию состава материалов, и каждый день изобретаются новые материалы», — сказал он. «Важно уделить время изучению состава и характеристик обрабатываемого материала, чтобы определить, какой режущий инструмент и параметры лучше всего подойдут для его обработки».

По словам Ховарда, цена как на PCD, так и на CBN не позволяет многим предприятиям включать их в список возможных решений до тех пор, пока они не обнаружат, что у них нет другого выбора, а затем некоторые из них делают решительный шаг, не изучив должным образом материалы, подлежащие резке, по словам Ховарда.

«При использовании вариантов PCD и CBN стоимость пластины является сдерживающим фактором номер один для клиентов при выборе режущего инструмента для их применения», — сказал он. «Одна из самых сложных вещей для оценки — это то, каким будет точный срок службы этих двух материалов режущего инструмента. Тестирование является ключом к определению максимального количества деталей, которые эти пластины могут разрезать, прежде чем они изнашиваются. Из-за их высокой стоимости хочется получить от них все, что можно. Многие пользователи не знают, получают ли они максимальный срок службы инструмента, и, возможно, не получают окупаемости своих денег от каждого индекса».

Крейг Бастиан, будучи генеральным директором IT.TE.DI North America, дочерней компании Ingersoll Cutting Tools Co, заметил, что тенденция к уменьшению веса в автомобильной промышленности привела к более широкому использованию инструментов PCD. Обе компании базируются в Рокфорде, штат Иллинойс. и являются частью группы IMC.

«За последние 10–15 лет все больше и больше автомобильных компонентов переходят от чугуна к алюминию, поэтому использование ПКА в этой отрасли растет как сумасшедший», — сказал Бастиан.

«Практически каждый легковой автомобиль и легкий грузовик в наши дни имеет алюминиевый блок и алюминиевую головку. А в электромобилях еще больше компонентов сделаны из алюминия. PCD будет продолжать расти в течение следующих 20–25 лет».

По его словам, та же тенденция к облегчению также расширяет использование CBN, приводя в качестве примера переход на CGI (чугун с уплотненным графитом) от чугуна в производстве грузовиков.