Einleitung: Die entscheidende Wahl bei der Präzisionsbearbeitung
In der heutigen wettbewerbsorientierten Produktionslandschaft ist die Präzisionsbearbeitung zum Eckpfeiler der Qualitätsverbesserung und Kostensenkung geworden.Da die Werkstückmaterialien immer komplexer und die Präzisionsanforderungen immer strenger werden, wird die Auswahl der geeigneten Schneidwerkzeuge von größter Bedeutung.Polycrystalline Diamant (PCD) und Kubik-Bornitrid (CBN) Einsätze sind als spezialisierte Lösungen für die Bearbeitung anspruchsvoller Materialien entstanden, jedes mit eigenen Vorteilen und optimalen Anwendungen.
Teil 1: Grundlegende Merkmale von PCD- und CBN-Inserts
1.1 Polykristalliner Diamant (PCD)
PCD ist ein synthetisches Material, das aus mikroskopischen Diamantkristallen besteht, die unter hohem Druck und hoher Temperatur gesintert werden.Diese Kristalle werden mit metallischen Bindemitteln zusammengefügt, um ein außergewöhnlich hartes und verschleißbeständiges Verbundmaterial zu erzeugen.
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Schlüsselmerkmale:Extreme Härte (nach dem Einkristalldiamant), außergewöhnliche Verschleißfestigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit und chemische Trägheit.
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Ideale Anwendungen:Aluminiumlegierungen (insbesondere hoher Siliziumgehalt), Magnesiumlegierungen, Kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFRP), Kupfer und verschiedene Nichteisenmaterialien.
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Wesentliche Einschränkungen:Stahl-, Gusseisen- und Titanlegierungen aufgrund chemischer Reaktivität bei erhöhten Temperaturen.
1.2 Kubik-Bornitrid (CBN)
CBN wird unter extremen Bedingungen aus Bor- und Stickstoffelementen synthetisiert und bildet Kristalle, die mit verschiedenen Bindemitteln verbunden sind, um ein thermisch stabiles Schneidmaterial zu erzeugen.
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Schlüsselmerkmale:Außergewöhnliche thermische Stabilität (Härte über 980°C), hohe Härte (nach Diamant), chemische Widerstandsfähigkeit gegen Eisen und gute Aufprallfestigkeit.
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Ideale Anwendungen:Verhärteter Stahl (über HRC 50), verschiedene Gusseisen, Pulvermetallurgie-Materialien und Nickellegierungen.
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Wesentliche Einschränkungen:Aluminium, Kupferlegierungen und Kunststoffe aufgrund des beschleunigten Verschleißes.
Teil 2: Optimierte Schneidstrategien für PCD und CBN
2.1 Schnitttiefe: Präzision über Leistung
PCD- und CBN-Einsätze zeichnen sich durch leichte Halbveredelungs- und Veredelungsvorgänge anstelle schwerer Raubarbeiten aus.mit einem Minimum an Schnitten von 0.1 mm (0,004 Zoll), abhängig vom Einfügungsradius.
2.2 Anwendung des Kühlmittels: Konsistenz ist der Schlüssel
Die Verwendung von Kältemitteln stellt eine Dichotomie dar: entweder eine reichhaltige, gleichbleibende Strömung zur effektiven Kühlung und Ableitung von Splittern oder eine Trockenbearbeitung zur Vermeidung von thermischen Schocks.Durch intermittierende Anbringung von Kühlmittel wird der Abbau des Werkzeugs durch den thermischen Kreislauf beschleunigt.
2.3 Vorbereitung der Kanten: Der Teufel steckt in den Details
Moderne PCD- und CBN-Einsätze verfügen über ausgeklügelte Kantenvorbereitungen, die mit Karbidwerkzeugen vergleichbar sind.Die richtige Bearbeitung der Kanten erhöht die Werkzeugfestigkeit, verbessert die Chipkontrolle und beseitigt mikroskopische Defekte, die die Leistung beeinträchtigen.
2.4 Schneidgeschwindigkeit: Der Mythos der Hochgeschwindigkeitstechnik wird aufgelöst
PCD-Einsätze sind zwar in der Lage, mit hoher Geschwindigkeit bearbeitet zu werden, funktionieren jedoch in einem breiten Geschwindigkeitsbereich (200-6.000 SFM) in Aluminium.Erfolgreiche Hochgeschwindigkeitsanwendungen erfordern starre Werkzeugbauten, häufig mit ausgewogenen Bohrköpfen.
Teil 3: Auswahl des Materials für PCD- und CBN-Einlagen
3.1 PCD-Klassen: Maßgeschneidert für exzellente Nichteisenstoffe
Die PCD-Klassen variieren je nach Kristallgröße (grob bis ultrafein), um die Verschleißfestigkeit und Oberflächenveredelung auszugleichen.wo die Karbidbildung stattfindet.
3.2 CBN-Klassen: für die Eisendominanz konstruiert
Der CBN-Gehalt (hoch bis niedrig), die Korngröße und spezielle Beschichtungen (TiN, TiCN, AlTiN) sorgen für Leistungsunterschiede.Während die modifizierten Qualitäten spezifische Herausforderungen wie Graugussbohrung lösen.
Schlussfolgerung: Die Zukunft der Bearbeitung harter Materialien
Im Zuge der Entwicklung der Produktionsanforderungen entwickeln sich die PCD- und CBN-Technologien weiter in Richtung höherer Härte, verbesserter thermischer Stabilität und verbesserter Beschichtungstechnologien.Die richtige Auswahl und Anwendung dieser Schneidwerkzeuge bleibt entscheidend für die Erreichung von Exzellenz bei der Bearbeitung anspruchsvoller Materialien.
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