Płytki skrawające z ostrzami z materiałów supertwardych

Supertwarde materiały polikrystaliczne PCD (PolyCrystal-line Diamond) oraz PcBN (Polycrystalline cubic Boron Nitride) otrzymywane metodą spiekania wysokociśnie-niowego-wysokotemperaturowego HPHT (High Pressure-High Temperature) w Instytucie Zawansowanych Technologii Wytwarzania przeznaczone są głównie na narzędzia skrawające.
Spieki mogą być wytwarzane w formie monolitycznej albo warstwowej, gdzie warstwa supertwarda jest integralnie połączona z podłożem z węglików spiekanych.
![]() |
![]() |
Spiek monolityczny | Spiek warstwowy |
![]() ![]() |
|
Spieki monolityczne bezpośrednio po procesie HPHT oraz po szlifowaniu |
Obie formy materiału mogą być stosowane bezpośrednio jako okrągłe płytki skrawające albo jako półprodukt do wytwarzania wysokowydajnych narzędzi w szerokim zakresie kształtów, rozmiarów i gatunków.
Kompozyty z polikrystalicznym regularnym azotkiem boru (PcBN) i diamentem (PCD) znajdują powszechne zastosowanie w obróbce skrawaniem trudno obrabialnych materiałów. Diament charakteryzuje się najwyższą twardością spośród wszystkich znanych materiałów. Narzędzia wykonane na bazie diamentu stosowane są do toczenia i frezowania z dużymi prędkościami aluminium, magnezu, miedzi, cynku i ich stopów, innych stopów metali nieżelaznych (głównie z krzemem Si), węglików spiekanych, porcelany i materiałów ceramicznych, gumy, tworzyw sztucznych, drewna, materiałów kompozytowych oraz węgla.
Do głównych zalet narzędzi bazujących na cBN zaliczyć należy: wysoką odporność termiczną i chemiczną (zwłaszcza do stopów żelaza i niklu), co czyni je odpowiednimi do skrawania ulepszonych cieplnie stali (HV > 50 HRC), utwardzonych żeliw oraz stopów na bazie niklu i kobaltu. Ponadto narzędzia z cBN charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, odpornością na kruche pękanie oraz utlenianie.
Właściwości materiałów kompozytowych na bazie cBN oraz ich zalety w obróbce skrawaniem
Właściwości |
Zalety/zastosowanie |
duża twardość |
toczenie, frezowanie materiałów o wysokiej twardości, np. stali zahartowanych powyżej 50 HRC |
dobre właściwości trIbologiczne, odporność na ścieranie |
dobra jakość powierzchni po obróbce wykańczającej, porównywalna do jakości powierzchni otrzymywanej w procesie szlifowania |
duża wytrzymałość mechaniczna |
odporność na obciążenia udarowe |
odporność chemiczna: niska reaktywność w stosunku do żelaza, jego stopów oraz niklu i kobaltu |
obróbka stali i żeliwa |
dobre przewodnictwo cieplne |
obróbka na sucho, z dużymi prędkościami skrawania |
stabilność termiczna |
odporność termiczna do ok. 1400°C |
Narzędzia skrawające wytwarzane na bazie regularnego azotku boru mogą mieć formę płytek monolitycznych lub warstwowych, składających się z podłożowej warstwy węglikowej (węglik spiekany) i warstwy skrawającej z cBN. Połączenie tych dwóch warstw ma charakter dyfuzyjny.
Elementy z płytek warstwowych są wlutowywane w naroża standardowych płytek skrawających. Płytki monolityczne z cBN rzadko są wlutowywane bezpośrednio do oprawki ze względu na słabą zwilżalność przez standardowe lutowie.
Do pobrania
![]() |
[326.55 KB] |