Обработка чугуна (K) и закалённых сталей (H): почему нужны пластины со вставками PCBN

Современное точение закалённых сталей и чугуна давно вышло за рамки возможностей обычных твердосплавных инструментов. При твёрдости заготовки выше 45 HRC стандартный карбид быстро теряет режущую кромку, выкрашивается и перегревается. Решение - применение пластин с PCBN-вставками (Polycrystalline Cubic Boron Nitride, поликристаллический кубический нитрид бора). Этот материал занимает второе место по твёрдости после алмаза, но в отличие от него устойчив к железу и высоким температурам, что делает его идеальным для групп K (чугун) и H (закалённые стали).

Почему обычный твёрдый сплав не справляется

При обработке чугуна и закалённых сталей режущая зона нагревается до 900–1100 °C. Карбид вольфрама при таких температурах теряет структуру: кобальтовая связка выгорает, кромка тупится и выкрашивается. Кроме того, при закалённых сталях возникает эффект адгезионного износа - частицы железа свариваются с инструментом, создавая нарост. PCBN-вставка решает обе проблемы: она сохраняет форму кромки даже при контакте с металлом 60 HRC и не вступает в химическую реакцию с железом.

Особенности PCBN-материала

Поликристаллический кубический нитрид бора производится спеканием частиц CBN под высоким давлением. В результате получается материал с твёрдостью 4000–4500 HV и температурной стойкостью до 1200 °C. Он обеспечивает минимальный износ и позволяет работать в сухом режиме, без охлаждающей жидкости. При этом PCBN не требует шлифования после обработки - чистота поверхности достигает Ra 0,8–1,2 мкм.

Обработка чугуна (группа K)

Для серого и высокопрочного чугуна характерны твёрдые графитовые включения, вызывающие абразивный износ. PCBN-пластины обеспечивают:

устойчивость к истиранию и термоударным нагрузкам;

• стабильный размер кромки при скорости 250–400 м/мин
• возможность сухой обработки без риска трещин

увеличенный срок службы - до 10 раз выше, чем у карбидных аналогов. Особенно эффективно применение PCBN при финишной обработке гильз, корпусов и валов, где важна стабильная геометрия отверстия и минимальный разброс по размеру.

Обработка закалённых сталей (группа H)

Закалённые стали 55–65 HRC (инструментальные, подшипниковые, штамповые) требуют режущего материала, устойчивого к термоусталости и выкрашиванию. PCBN-пластины позволяют выполнять токарную замену шлифованию - получая допуск IT6–IT7 и чистоту Ra ≤ 1.0 мкм. Преимущества:

высокая износостойкость при температуре до 1100 °C;

• отсутствие прижога и деформации поверхности
• возможность обработки с подачей 0,05–0,2 мм/об и глубиной до 0,3 мм

стабильная кромка даже при прерывистом резании.

Геометрия и исполнение

Для обработки закалённых сталей и чугуна применяются пластины с отрицательной геометрией и прочным углом при вершине - 80° (CNGA, SNGA) или круглые (RCGA). Радиус вершины - 0,4–0,8 мм, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки. PCBN-вставка может занимать весь режущий контур или быть напаянной на карбидную основу - второй вариант экономичнее и удобен при серийных работах.

Практические рекомендации

Работайте в сухом режиме - СОЖ снижает стойкость PCBN.

Используйте минимальный вылет державки и жёсткое крепление.

При глубоком резе или вибрациях уменьшайте подачу, а не скорость.

Для чугуна - предпочтительны сплавы с добавками титановых карбидов (TiC, TiN).

Применение в СПб и Ленинградской области

PCBN-инструмент активно используется на предприятиях региона - в судостроении, энергетике, авто- и инструментальном производстве. Он позволяет отказаться от шлифования при финише закалённых деталей, экономя время и улучшая точность. Для чугунных корпусов и гильз PCBN гарантирует стабильный размер и чистоту без абразивных дефектов.

Компания ГРИФ поставляет твердосплавные пластины с вставками PCBN, адаптированные под обработку чугуна (K) и закалённых сталей (H). В ассортименте - формы CNGA, DNGA, SNGA, RCGA, радиусы 0.2–1.2 мм, устойчивые к высоким температурам и вибрациям.

Доставка по Санкт-Петербургу и Ленинградской области, а также по всей России. Специалисты ГРИФ помогут подобрать оптимальную PCBN-пластину под материал, режим и тип станка - для стабильного резания без износа и брака.