Как бессвязующие CBN и PCD от Sumitomo устанавливают новые стандарты для режущих инструментов

При выполнении сложных работ по механической обработке, иногда требующих многократной смены инструмента, крайне желательно иметь прочный инструмент, который продлевает срок службы инструмента. Вот как инструменты Sumitomo из CBN и PCD без связующего вещества предлагают долговечные и прочные варианты для работы с труднообрабатываемыми материалами.

Sumitomo всегда стремилась модернизировать свои производственные линии.

Последним продуктом ее исследований и разработок является набор режущих инструментов, которые предоставляют конечному пользователю большую гибкость при обработке труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы.

Инженерам Sumitomo удалось создать инструменты из CBN (кубический нитрид бора) и PCD (поликристаллический алмаз) без связующего вещества.

Эти продукты напрямую связывают частицы нанометрового или субмикронного уровня без использования металлических связующих материалов. Эта «бессвязующая» технология более твердая и имеет лучшую теплопроводность, чем обычные CBN/PCD, что обеспечивает более высокую эффективность и предлагает большое преимущество для станков, которые ценят производительность, стойкость инструмента и универсальность.

«Клиенту всегда нужен инструмент, который прослужит дольше, обеспечит лучшую отделку и будет стоить меньше, — говорит Джордж Шендел, инженер по применению в Sumitomo Electric Carbide.

«Поэтому цель разработчиков всегда заключалась в том, чтобы производить продукт без связующего вещества, потому что они чувствовали, что это принесет пользу», — добавляет он. «Связующее — слабое звено в материале режущего инструмента, но никто никогда не мог этого сделать, пока наши ученые не придумали актуальное решение».

Наука о бессвязующем CBN и PCD

В рамках недавно разработанного процесса инженеры Sumitomo разработали небольшие кристаллические зерна углерода, которые можно компактно укладывать и которые в 100 раз меньше размеров зерен предыдущего поколения. Эти зерна связаны друг с другом напрямую, без какого-либо связующего материала между ними, что обеспечивает очень высокую степень твердости.

«Традиционный метод использования металлического связующего материала вносит примеси в режущую кромку. Таким образом, когда продукт изготавливается без связующего вещества, у вас очень чистое переднее лезвие, и он служит дольше, и поэтому он может быть очень рентабельным для пользователя», — говорит Шендель.

Когда мы спекаем материал, кубические решетки между этими крошечными зернами переплетаются друг с другом, и размер зерна фактически увеличивается; они вырастают в более крупные зерна, которые все еще намного меньше, чем те, которые мы предлагаем в других наших обычных продуктах, но эти зерна связываются друг с другом, и переплетение кубической решетки становится очень прочным», — говорит Шендель.

Он объясняет, что конечной целью этого типа режущего инструмента является его твердость. Поэтому, когда связующее используется в обычных инструментах для синтеза материала, оно ослабляет связь между зернами материала, а это означает, что есть место, где вставка инструмента может выйти из строя, а режущая кромка может потерять свою форму, что также означает, что он не может работать. больше.

«Не используя связующее вещество, мы делаем связь между зернами более прочной, чем само зерно, что улучшает свойства режущего материала», — говорит Шендель.

Применение материалов без связующего вещества

Два продукта Sumitomo без связующих веществ:

Бесвязывающий CBN (NCB100):

• Идеально подходит для высокоэффективной чистовой обработки титановых сплавов, кобальт-хромовых сплавов, твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов.
• Этот инструмент также обеспечивает непревзойденную точность размеров и уменьшенную шероховатость поверхности, а также значительно увеличенный срок службы инструмента, что обеспечивает оптимальную экономическую эффективность.

PCD без связующего вещества (NPD10/DA90):

• Лучше всего подходит для чистовой обработки карбида и твердых, хрупких материалов, прежде всего карбида вольфрама и цементированного карбида.
• Сохраняет превосходную точность размеров в течение длительного времени.
• Достигает высокоточной обработки твердого сплава нанополикристаллическим алмазом, обладающим отличной износостойкостью.
• Значительно сокращается количество индексаций инструмента по сравнению с предыдущими алмазными инструментами, что повышает эффективность работы и снижает общие затраты.

Как указано выше, CBN очень полезен для титана и титановых сплавов, в то время как PCD используется для твердых хрупких материалов, таких как карбид вольфрама и цементированный карбид, который сейчас обрабатывает большинство людей.

«Вы можете вырезать концевую фрезу из твердого сплава с помощью режущей кромки из поликристаллического алмаза NPD10 без связующего вещества, и некоторые производители литья под давлением используют ее для твердосплавных пуансонов, в то время как компании, которые изготавливают полости для линз или пресс-формы для линз, используют ее для вырезания фактической полости для линзы», — Шендель. говорит. «Обычно для изготовления этого блока вам пришлось бы использовать шлифовку, но теперь мы можем делать прямую резку».

По словам Шенделя, поскольку новая технология без связующего позволяет значительно увеличить срок службы инструмента, она существенно увеличивает производительность для конечного пользователя.

«Сокращая время цикла, производитель может выполнять операции быстрее и производить больше деталей в день, что увеличивает прибыль», — говорит он. "Или ремонтная мастерская может быстрее закончить меньшую партию единиц, чтобы машина стала доступной для следующей работы, поэтому они будут получать больше деталей через свою дверь каждый год, что всегда является большим плюсом".

А когда магазины работают более продуктивно, им не нужно столько операторов станков, добавляет он:«Поэтому, если у них сейчас возникают проблемы с поиском рабочих, этот инструмент помогает им, позволяя им производить больше с меньшим количеством людей».

Преимущества для аэрокосмической и медицинской промышленности

Инструменты CBN и PCD без связующего находят применение в определенных отраслях промышленности.

Например, инструменты из CBN без связующего в основном используются в аэрокосмической и медицинской промышленности. Аэрокосмическая промышленность использует много титана и титановых сплавов. Медицинская промышленность также использует титан и хром-кобальт для таких изделий, как коленные и тазобедренные суставы.

Поскольку производство деталей для этих отраслей может быть дорогостоящим, снижение себестоимости детали за счет повышения производительности инструмента может помочь этим клиентам сократить общие расходы.

Тестовая резка при токарной обработке титановых сплавов бессвязующим эльборовым нитридом Sumitomo NCB100 дала следующие результаты:

• Постоянный контроль над стружкодроблением и долговечная режущая кромка делают эти инструменты отличными кандидатами на замену существующим стабильным процессам чистовой обработки с использованием твердого сплава.
• в 3 раза дольше.
• В 9 раз больше удаленного материала
• Минимальное время простоя
• Меньший ввод оператора
• Устранена необходимость в избыточных инструментах.
• Включена автоматическая работа

По словам Шенделя, еще одним преимуществом является снижение затрат.

"Хотя эти товары продаются по более высокой цене, возврат показал большую ценность для покупателя", – говорит он.

Во многих случаях наш традиционный PCD (DA90) может экономически эффективно выполнять черновую и чистовую обработку заготовки, добавляет Шендель. «Черновая обработка с помощью DA90 и окончательная обработка с помощью NPD10 без связующего, и это экономичный способ сделать это».

«И если пользователи ищут зеркальное покрытие в твердом сплаве или им нужно соблюдать очень жесткие допуски в твердом сплаве, они могут контролировать размер заготовки и получать гораздо лучшую консистенцию, деталь за деталью, с опцией без связующего вещества, в отличие от традиционное PCD», — добавляет он.

«Наша цель всегда состоит в том, чтобы увеличить прибыль для конечного пользователя, сделать их процессы максимально прибыльными и эффективными», — говорит Шендель. «Мы всегда смотрим на стоимость детали для пользователя по сравнению с тем, как они обрабатывают деталь сейчас, потому что наша цель — повысить их производительность».

Какие инструменты помогли вам повысить производительность вашего магазина? Что вы используете для обработки труднообрабатываемых материалов? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже.