Безбиндерные CBN и PCD Sumitomo переопределяют долговечность и универсальность в обработке твердых материалов

С сложными заданиями по обработке, иногда требующими множественных смен инструментов, долговечный инструмент, продлевающий срок службы, высоко желателен. Вот как безбиндерные CBN и безбиндерные PCD инструменты Sumitomo предлагают долговечные, твердорежущие варианты для работы с труднопререзаемыми материалами.

Sumitomo всегда был предан модернизации своих продуктовых линий.

Последний продукт его усилий по R&D — набор режущих инструментов, дающих конечному пользователю большую универсальность при обработке труднопререзаемых материалов, таких как титановые сплавы.

Инженеры Sumitomo преуспели в создании безбиндерных CBN (кубический нитрид бора) и безбиндерных PCD (поликристаллический алмаз) инструментов.

Эти продукты напрямую связывают нанометровые или субмикронные частицы без использования металлических биндерных материалов. Эта «безбиндерная» технология тверже и имеет лучшую теплопроводность, чем обычные CBN/PCD, позволяя более высокую эффективность и предлагая большое преимущество для токаров, ценящих производительность, срок службы инструмента и универсальность.

«Клиент всегда просит инструмент, который будет служить дольше, оставлять лучшую отделку и стоить дешевле», — говорит Джордж Шендель, инженер по применениям в Sumitomo Electric Carbide.

«Так что это всегда была цель разработчиков произвести продукт без биндера, потому что они чувствовали, что будут выгоды», — добавляет он. «Биндер — слабое звено в материале режущего инструмента, но никто никогда не смог сделать это, пока наши ученые не пришли с текущим решением».

Наука безбиндерных CBN и PCD

Под недавно разработанным процессом инженеры Sumitomo разработали мелкокристаллические зерна углерода, которые могут быть уложены компактно и в 100 раз меньше предыдущих размеров зерен. Эти зерна связаны друг с другом напрямую, без любого биндерного материала между ними, предлагая очень высокую степень твердости.

«Традиционный метод использования металлического биндерного материала вводит примесь в режущую кромку. Так что когда продукт делается без биндера, у вас очень чистая режущая кромка, и она служит дольше, и так она может быть очень стоимоэффективной для пользователя», — говорит Шендель.

«Когда мы спекание материал, кубические решетки между этими крошечными зернами переплетают друг с другом и размер зерна фактически растет; они растут в более крупные зерна, которые все еще намного меньше, чем то, что мы предоставляем в наших других обычных продуктах, но эти зерна связываются друг с другом и переплетение кубической решетки становится очень сильным», — говорит Шендель.

Он объясняет, что конечная цель для этого типа режущего инструмента — быть твердым. Так что когда биндер используется в обычных инструментах для синтеза материала, он ослабляет связь между зернами материала, означая, что есть место, где пластина инструмента может отказать и режущая кромка может потерять свою форму, что также означает, что она не может больше выполнять.

«Не используя биндер, мы делаем связь между зернами сильнее, чем само зерно, так что это улучшает свойства режущего материала», — говорит Шендель.

Применения безбиндерных материалов

Два безбиндерных продукта Sumitomo:

Безбиндерный CBN (NCB100):

• Идеален для высокоэффективного финиша титановых сплавов, кобальт-хромовых сплавов, твердого сплава и других труднопререзаемых материалов.
• Инструмент также предлагает непревзойденную размерную точность и сниженную шероховатость, и резко улучшенный срок службы, приводящий к оптимальной стоимоэффективности.

Безбиндерный PCD (NPD10/DA90):

• Лучше всего подходит для финишной обработки твердого сплава и твердых хрупких материалов, в основном вольфрамовый карбид и твердый сплав.
• Поддерживает отличную размерную точность за длительные периоды.
• Достигает высокоточной обработки твердого сплава с нано-поликристаллическим алмазом, который имеет отличную износостойкость.
• Резко снижает количество раз, когда инструмент должен быть проиндексирован по сравнению с предыдущими алмазными инструментами, улучшая рабочую эффективность и снижая общую стоимость.

Как указано выше, CBN высоко полезен для титана и титановых сплавов, в то время как PCD используется для твердых хрупких материалов таких как вольфрамовый карбид и твердый сплав, которые большинство людей сейчас шлифуют.

«Вы могли бы резать твердосплавную фрезу с режущей кромкой NPD10 безбиндерного PCD, и некоторые производители литья под давлением используют его для твердосплавных штампов, в то время как компании, делающие линзовые полости или линзовые формы, используют его для резки фактической полости для линзы», — говорит Шендель. «Обычно вам пришлось бы использовать шлифование для изготовления того блока, но теперь мы можем делать прямые резы».

Потому что новая безбиндерная технология позволяет намного лучший срок службы инструмента, она увеличивает пропускную способность для конечного пользователя, что значительно, объясняет Шендель.

«Сокращая время цикла, производитель может запускать операции быстрее и может делать больше деталей в день — так что это увеличивает прибыль», — говорит он. «Или подрядчик может закончить меньший запуск единиц быстрее, так что станок становится доступным для следующей работы, так что они получат больше деталей через свою дверь каждый год, что всегда большой плюс».

И когда цехи более продуктивны, им не нужно так много операторов станков, добавляет он: «Так что если у них проблемы с поиском рабочих сейчас, этот инструмент помогает, делая возможным для них производить больше с меньшим количеством людей».

Выгоды для аэрокосмической, медицинской отраслей

Безбиндерные CBN и PCD инструменты имеют применения в специфических отраслях.

Например, безбиндерные CBN инструменты преимущественно используются в аэрокосмической и медицинской отраслях. Аэрокосмическая использует много титана и титановых сплавов. Медицинские отрасли также используют титан, и кобальт-хром для таких вещей как коленные и бедренные суставы.

Потому что производство деталей для этих отраслей может быть дорогим, снижение стоимости на деталь через производительность инструмента может помочь этим клиентам с их общей экономией затрат.

Тестовые резы в токарной обработке титановых сплавов с NCB100 безбиндерным CBN Sumitomo вернули результаты ниже:

• Последовательное управление стружкой и долговечная кромка, делающие инструменты отличными кандидатами для замены текущих стабильных финишных процессов с использованием твердого сплава
• В 3 раза дольше в резе
• В 9 раз больше количества удаленного материала
• Минимизированное простой
• Сниженное вмешательство оператора
• Устраненная необходимость в избыточных инструментах
• Обеспечена беспилотная операция

Сниженные затраты — другая выгода, говорит Шендель.

«В то время как эти предметы идут с более высокой ценовой этикеткой, возврат показал клиенту великую ценность», — говорит он.

Во многих случаях, наш обычный PCD (DA90) может черновик и финиш деталь в стоимоэффективном способе, добавляет Шендель. «Черновик с DA90 и финиш с NPD10 безбиндерным, и это стоимоэффективный способ сделать это».

«И если пользователи ищут зеркальную отделку в твердом сплаве, или им нужно держать очень тугой допуск в твердом сплаве, они могут контролировать размер детали и получать гораздо лучшую последовательность, деталь за деталью, с безбиндерным вариантом по сравнению с обычным PCD», — добавляет он.

«Наша цель всегда увеличивать чистую прибыль для конечного пользователя, делать их процессы максимально прибыльными и эффективными, насколько мы можем», — говорит Шендель. «Мы всегда смотрим на стоимость клиента на деталь по сравнению с тем, как они обрабатывают деталь сейчас, потому что наша цель — увеличить их производительность».

Какие инструменты помогли вам сделать ваш цех более продуктивным? Что вы используете для обработки труднопререзаемых материалов? Поделитесь мыслями в комментариях ниже.