EN
Jednym z kluczowych materiałów do narzędzi tnących w nowoczesnej produkcji jest węglik spiekany, który charakteryzuje się wysoką twardością i dobrą odpornością na zużycie. Niemniej jednak ze względu na cechy charakterystyczne materiałów węglikowych – takie jak duża kruchość, niska przewodność cieplna oraz wysoka właściwość ścierna – ich skuteczne szlifowanie stało się istotnym wyzwaniem dla branży narzędziowej. Koła toczone z diamentem są unikalną alternatywną opcją do tego celu, ponieważ pozwalają osiągnąć doskonałą jakość powierzchni oraz precyzyjny kształt narzędzia. Firma REZZ od 2014 roku specjalizuje się w produkcji tarcz szlifierskich i dostarcza dopasowanych rozwiązań z diamentowymi tarczami szlifierskimi przeznaczonymi do produkcji narzędzi węglikowych.
Dlaczego diament jest niezbędny do szlifowania węglików
Cementowany węglik, często zawierający cząstki węglików spajane kobaltem (potocznie nazywany po prostu węglikiem), jest jednym z najbardziej odpornych na zadrapania materiałów stosowanych w przemyśle. Jego wysoka twardość – zwykle w zakresie 86–93 HRA – sprawia, że jest bardzo odporny na zużycie, ale niezwykle trudny do cięcia lub obróbki skrawaniem. Standardowe koła szlifowe nie są w stanie przeciąć węgliku – wymagane są koła diamentowe.
Inne materiały szlifowe szybko tracą swój krawędź tnącą w miarę zużycia, podczas gdy koła diamentowe nie mają tego problemu. Współczynnik szlifowania (stosunek ilości usuniętego materiału przedmiotu do ilości zużytego materiału koła) dla kół diamentowych przy szlifowaniu węglików jest znacznie lepszy niż dla jakiegokolwiek innego materiału szlifowego. Wysoka przewodność cieplna diamentu umożliwia odprowadzanie ciepła od miejsca szlifowania, eliminując nadmierne nagrzewanie węgliku.
Wybór koła: wiązanie żywiczne vs. metalowe vs. szklane
Wybierz odpowiedni system wiązania. Konkretna operacja szlifowania wymaga innego rodzaju wiązania w celu osiągnięcia optymalnej wydajności.
Tarcze z wiązaniem żywicznym stosowane najczęściej przy szlifowaniu spieków węglikowych; wiązanie jest luźne i zapewnia w pewnym stopniu samoostrzenie; są lepsze dla części, które nie wymagają wielokrotnego szlifowania; tarcze diamentowe z wiązaniem żywicznym mają niższą odporność na ciepło niż tarcze diamentowe z wiązaniem metalowym. Ponadto nie działają dobrze z niektórymi specjalnymi płynami szlifowymi.
Tarcze z wiązaniem metalowym stosowane powszechnie w przemysłowym szlifowaniu spieków węglikowych, gdzie kluczowe jest długotrwałe użytkowanie. Tarcze z wiązaniem metalowym charakteryzują się mniejszym stopniem samoostrzenia i wymagają częstszej regulacji (przecinania).
Tarcze z wiązaniem szklistym są zaprojektowane tak, aby zapewniać większą wytrzymałość niż ta występująca w wiązaniach metalowych przy jednoczesnej wyższej porowatości, jaką charakteryzuje się koło z wiązaniem żywicznym, co pozwala kołu skuteczniej dostarczać chłodziwa. Te koła są optymalnym wyborem podczas szlifowania skomplikowanych geometrii narzędzi węglikowych, gdzie kształt ma kluczowe znaczenie. Zawierają 50 procent materiału szlifującego, zapewniając dłuższą żywotność koła niż koła żywiczne.
Narzędzia do przetaczania i konserwacji w celu osiągnięcia optymalnej wydajności
Szlifowanie narzędzi węglikowych wymaga specjalnej staranności w zakresie odpowiedniego przetaczania podczas szlifowania kołami diamentowymi. Szczególną uwagę przy przetaczaniu kół należy zwrócić na zapewnienie odpowiedniej ostrości materiału szlifującego na kole oraz odpowiedniego profilu koła, jednocześnie działając możliwie najbardziej ekonomicznie pod względem kosztownego diamentu.
Obrotowych dresserów diamentowych najczęstszą metodą kondycjonowania tarcz diamentowych stosowanych do szlifowania węglików są urządzenia składające się z wałka nasypowego z diamentem, który tarza się o tarczę, odsłaniając ostre krawędzie i wyważając kształt tarczy. Zastosowanie urządzeń wyważających z kontrolą hamulcową pozwala na jednoczesne wykonywanie wyważania i kondycjonowania, co minimalizuje liczbę etapów procesu. Optymalna częstotliwość kondycjonowania różni się w zależności od konkretnego zastosowania i rozmiaru tarczy; nadmierne kondycjonowanie skraca jednak żywotność tarczy diamentowej, podczas gdy niewystarczające prowadzi do wzrostu ciśnień szlifowania i uszkodzenia narzędzi. Ilość wyważania/kondycjonowania powinna być określona na podstawie dobrze ustanowionego harmonogramu kondycjonowania dla każdej klasy tarczy. Zaleca się prowadzenie dokumentacji harmonogramu kondycjonowania dla każdej tarczy.
Parametry szlifowania wpływające na jakość krawędzi i żywotność narzędzi
W szlifowaniu węglików jakość krawędzi i trwałość narzędzia są znacznie zależne od parametrów szlifowania. Poprawny dobór tych parametrów pozwala uniknąć łuszczenia się oraz uszkodzeń termicznych, a także wydłużyć żywotność narzędzia.
Prędkość obrotowa tarczy może również negatywnie wpływać na trwałość narzędzia. Zbyt niskie prędkości wrzeciona zazwyczaj wymagają większego obciążenia narzędzia lub – alternatywnie – ograniczają szybkość usuwania materiału. Z kolei zbyt wysoka prędkość prowadzi do przegrzewania powierzchni tnących węglikowych i powstania uszkodzeń termicznych, podczas gdy zbyt niska prędkość wrzeciona minimalizuje usuwanie materiału. Obecnie większość nowoczesnych maszyn do szlifowania narzędzi węglikowych pracuje przy wysokich prędkościach, aby możliwie maksymalnie zwiększyć ilość usuwanego materiału przy jednoczesnym ograniczeniu nadmiernego nagrzewania się krawędzi szlifującej.
Wartości prędkości posuwu i głębokości skrawania są kluczowymi parametrami. Głębokie skrawanie może powodować łuszczenie się oraz uszkodzenia termiczne, szczególnie przy użyciu gatunków spieków węglikowych o niskiej zawartości kobaltu. W opisanych eksperymentach zastosowanie wspomagania drganiami ultradźwiękowymi poprawiło szlifowanie krawędzi. Siły szlifowania oraz uszkodzenia termiczne zmniejszyły się dzięki wspomaganiu drganiami ultradźwiękowymi.
Dostawa chłodziwa – strumień chłodziwa pod wysokim ciśnieniem, odpowiednio skierowany, utrzymuje strefę szlifowania w niskiej temperaturze i usuwa cząstki węglikowe z tarczy, zapewniając wydajne cięcie. W przypadku tarcz CBN dysza chłodziwa jest zaprojektowana tak, aby kierować chłodziwo bezpośrednio do strefy szlifowania w sposób umożliwiający jego przepływ przez osłonę powietrzną otaczającą tarczę wirującą z dużą prędkością obrotową.
Podsumowanie
Potrzeba skutecznych i ekonomicznych tarcz szlifowych jest szczególnie widoczna w produkcji narzędzi z węglików spiekanych. Ponieważ ostre narzędzia tnące są niezbędne do zapewnienia długiej trwałości narzędzi, projektanci wkładów z węglików spiekanych wybierają tarcze diamentowe jako lepszą alternatywę ścierną. Kluczowe znaczenie ma zastosowanie odpowiedniego typu wiązania, skuteczna przygotowka tarczy (przywijanie i ostrzenie) oraz ustawienie odpowiednich warunków szlifowania, aby zachować optymalną jakość i maksymalnie wydłużyć żywotność tarczy.
Firma REZZ oferuje kompleksową gamę specjalistycznych tarcz szlifowych diamentowych przeznaczonych dla przemysłu narzędzi z węglików spiekanych. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o naszych rozwiązaniach szlifowych.