Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> VÝKONNÉ ŘEZNÉ MATERIÁLY
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

VÝKONNÉ ŘEZNÉ MATERIÁLY

Efektivnost při třískovém obrábění kovů lze zvyšovat zkracováním řezných časů, zlepšováním řezných podmínek a použitím progresivních řezných materiálů. Výzkum a vývoj se dnes nejvíce zaměřují na využití nových materiálů, které při značné otěruvzdornosti a delší trvanlivosti břitu dobře snášejí tepelné a dynamické namáhání i při velkých provozních rychlostech a posuvech

V případě obrábění rozměrných součástí, které vyžadují vysokou přesnost, je nutné použít nástroje osazené výkonnými řeznými materiály, které jsou schopny funkční plochu obrobit s minimálním opotřebením břitu. Jejich širšímu využití brání především poměrně vysoká pořizovací cena. Ovšem po provedení objektivních propočtů dojdeme k překvapivým úsporám. Mezi výkonné řezné materiály řadíme zejména řeznou keramiku (ŘK) a supertvrdé materiály (STM).

Řezná keramika

Intenzivní výzkumnou a vývojovou činností byly v posledních letech významně zlepšeny některé vlastnosti keramických materiálů. To umožnilo podstatné rozšíření jejich aplikace ve strojírenské praxi. Pro dělení a značení keramických materiálů neexistuje žádná konkrétní norma. Všeobecně je však přijímáno rozdělení následující:
  • oxidová keramika (na bázi Al2O3)
  • - čistá,
    - směsná,
    - zpevněná;
  • nitridová keramika (na bázi Si3N4).
  • Supertvrdé materiály

    Jsou to technické materiály, které svými vlastnostmi (především tvrdostí a otěruvzdorností) převyšují dosud známé běžné řezné materiály. Řadíme sem polykrystalické materiály na bázi diamantu (PKD) a na bázi kubického nitridu boru (PKBN).
    Polykrystalický diamant
    Díky vysoké vazebné energii kubické mřížky je nejtvrdším ze známých materiálů. Diamanty dělíme zásadně na dvě skupiny - přírodní a syntetické. Oba uvedené druhy se vyskytují ve tvaru monokrystalickém a polykrystalickém. Přírodní diamanty mají pro obrábění podřadný význam, neboť jsou nejen nesmírně drahé, ale i technologicky méně výhodné než diamanty vyráběné synteticky.
    Polykrystalický kubický nitrid boru
    Měkce hexagonální modifikací vystupuje nitrid boru v určité analogii s uhlíkem, kde krystalizuje jako grafit se stejným typem mřížky a tvrdou kubickou modifikací. Přírodní nitrid boru není vhodný na nástroje s definovanou geometrií, protože na rozdíl od hexagonálního nitridu křemíku je měkký. Teprve transformací mřížky, za vysokých teplot a tlaků, z hexagonální na kubickou, se stává kubický nitrid boru druhým nejtvrdším materiálem vedle diamantu.

    POUŽITÍ VŘM

    Polykrystalický diamant
    Nástroje a vyměnitelné břitové destičky (VBD) osazené PKD se používají pro obrábění neželezných kovů a slitin, jako jsou např. hliník a jeho slitiny, měď, mosaz, bronz, titan a jeho slitiny. Jedná se vesměs o materiály, jejichž teplota tavení leží pod 700 °C a nemají afinitu k uhlíku. Stále více se tyto nástroje nasazují při obrábění keramických a plastických hmot, grafitových hmot, gumy a jiných kompozitních materiálů s abrazivní složkou. Vynikající výkonnost a trvanlivost řezných nástrojů osazených PKD nabízejí možnosti použití zejména ve velkosériové výrobě.
    Polykrystalický kubický nitrid boru
    Při obrábění bílé litiny s tvrdostí nad 50 HRC, legované litiny a tvrdých návarů se používají nástroje a vyměnitelné břitové destičky osazené PKBN. Při opracování těmito nástroji je jeho životnost mnohonásobně vyšší než u podobných nástrojů ze slinutého karbidu (SK) či řezné keramiky (ŘK). Tím se sníží neproduktivní čas, potřebný pro výměnu nástroje a zvýší se rozměrová přesnost důsledkem nižšího otěru destičky.
    Řezná keramika
    Nástroje osazené řeznou keramikou (ŘK) jsou vhodné zejména pro velkosériovou a hromadnou výrobu při stálých podmínkách obrábění. Jedná se hlavně o tvrzené litiny, tvrzené oceli, povrchově cementované a cementované oceli.

    Perspektivy

    Nástroje z výkonných řezných materiálů nalézají stále širší uplatnění nejen u obrábění s plynulým řezem (soustružení), ale i u obrábění s řezem přerušovaným (frézování). Stroje musí mít dostatečný výkon a rozsah otáček, vysokou tuhost a přesnost chodu vřetene, zakrytovaný pracovní prostor a zajištěný odvod třísek. I přes vyšší pořizovací náklady je nutno stroje s těmito parametry zajistit.
    Je samozřejmé, že tyto nástroje nejsou univerzálně použitelné pro všechny druhy obráběných materiálů a rozhodně nevytlačí klasické obráběcí materiály, jako jsou slinuté karbidy či rychlořezná ocel apod.
    Ing. Robert Čep

    Další články

    Obráběcí stroje a technologie

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: