Porovnanie výkonu rezných materiálov ako CBN, karbid a keramika

Mar 05, 2026 Zanechajte správu

V súčasnosti používané materiály pre nástroje na rezanie kovov možno rozdeliť do deviatich typov, od-rýchloreznej ocele (s najnižšou reznou rýchlosťou a najhoršou odolnosťou proti opotrebovaniu) po nástroje z polykryštalického diamantu (PCD) (s najlepším-výkonom pri vysokých rýchlostiach), pričom najväčšie uplatnenie majú nástroje z tvrdokovu, ktoré predstavujú 80 % celkového predaja rôznych nástrojov. CBN nástroje majú vynikajúcu tepelnú odolnosť a dokážu rezať tvrdé materiály pri vysokých teplotách, ale nedokážu obrábať mäkké kovy.

 

Rezné rýchlosti, ktorým tieto nástrojové materiály znesú, sa postupne zhora nadol zvyšujú. Vysokorýchlostné rezanie vyžaduje aj materiály nástrojov s dobrou húževnatosťou, vysokou odolnosťou proti nárazu a dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu.

 

1. Všeobecne povedané, nástroje s nižším-výkonom, ako je napríklad-rýchlorezná oceľ a nepovlakovaný karbid, sa bežne používajú v bežných procesoch rezania, ale ich výkon pri-vysokých otáčkach je slabý. Nástroje s vysokým{5}}výkonom, ako sú nástroje PCD, sú najtvrdšie zo všetkých materiálov nástrojov, vyznačujú sa veľmi vysokou odolnosťou voči opotrebovaniu a veľmi vysokou rýchlosťou. Plne demonštrujú svoju prevahu vo vysokorýchlostnom-obrábaní ne-železných kovov a-kovových materiálov, pričom rezné teplo na ne nemá takmer žiadny vplyv. Jeho odolnosť proti nárazu je však nízka a jeho tepelný výkon je veľmi slabý pri rezaní ocele a liatinových materiálov. Je to preto, že počas-vysokorýchlostného rezania železných kovov sa atómy uhlíka v materiáli nástroja difundujú do obrobku, čo spôsobuje zrýchlené opotrebovanie nástroja.

 

2. Najväčší objem použitia majú nástroje z tvrdokovu, ktoré tvoria 80 % z celkového predaja rôznych nástrojov. Na bežné rýchlostné rezanie kovov sa používa 90 % tvrdokovových nástrojov. Karbid má relatívne dobrú rázovú húževnatosť, ale jeho-rýchlostný výkon je slabý. Okrem toho, vysokorýchlostné rezné nástroje musia mať tiež vysokú tvrdosť za tepla a chemickú stabilitu, ktorú karbid nedokáže splniť.

 

3. CBN nástroje majú vynikajúcu tepelnú odolnosť a dokážu rezať tvrdé materiály pri vysokých teplotách, ale nedokážu obrábať mäkké kovy. Zvažujú sa výhody niekoľkých rôznych materiálov nástrojov. Vývoj nových materiálov nástrojov, ktoré majú súčasne rázovú húževnatosť a vysokú odolnosť proti opotrebeniu, a nanášanie povrchového povlaku materiálu s dobrou tvrdosťou za tepla a odolnosťou proti opotrebeniu na materiál matrice nástroja s dobrou rázovou húževnatosťou, vytvára nové nástroje, ktoré často spájajú výhody oboch materiálov. Tieto nástroje majú širokú škálu aplikácií pri-vysokorýchlostnom rezaní.

 

4. Na základe tejto myšlienky sa objavili nové nástroje na rezanie kompozitných materiálov, ako sú nástroje s-karbidovým povlakom, nástroje s povlakom CBN{2}}a nástroje s-PCD povlakom, ktoré vyhovujú vysokorýchlostnému rezaniu rôznych kovových materiálov-. Karbidové nástroje s povlakom vhodné na rezanie pri vysokých-rýchlostiach vďaka použitiu povlakových materiálov s dobrou tepelnou odolnosťou a vysokou tvrdosťou, ako aj technológii viac{7}}vrstvového povlakovania, majú širší rozsah rezania a dlhšiu životnosť nástroja a ich rezný výkon je výrazne lepší ako u nepovlakovaného karbidu. Preto má povlakovaný karbid silný trend nahrádzať obyčajný karbid bez povlaku.

 

Technológia povlakovania nástrojov nie je použiteľná len na nástroje z tvrdokovu, ale dosiahla dobré výsledky aj na iných nástrojových materiáloch. Keramické nástroje sú vhodné aj na-vysokorýchlostné rezanie a v posledných rokoch sa stali dôležitou súčasťou výskumu a vývoja nástrojových materiálov. Vďaka svojej dobrej odolnosti proti nárazu, húževnatosti a vysokej odolnosti voči tepelným šokom sú veľmi vhodné na vysokorýchlostné obrábanie-.