Slinuté karbidy a povlaky: jak vybrat správný materiál soustružnické destičky

Víte, jakou destičku potřebujete z hlediska tvaru a rozměru (o tom jsme si řekli zde). Teď přichází otázka, která rozhoduje o trvanlivosti nástroje a o ceně za vyrobený kus: z jakého materiálu má být destička vyrobena a jaký povlak má mít? Označení typu HC7620 nebo ACP25T-6 vypadá jako náhodný kód, ve skutečnosti ale říká přesně to, co potřebujete vědět. Tento průvodce vás provede od základních skupin materiálů přes povlaky CVD a PVD až po rozluštění konkrétních kódů.

Navazuje na první díl série o označení soustružnických držáků a destiček, kde jsme rozebírali část CNMG 12 04 08. Dnes si vysvětlíme to, co v označení následuje za ní.

Šest skupin ISO: barva prozradí, na co je materiál určený

Při výrobě řezných nástrojů se míchá široká škála směsí slinutého karbidu, přičemž každá směs je určena pro jinou oblast použití. Podle obráběného materiálu se rozlišuje šestzákladních skupin, které jsou u všech výrobců na celém světě označené stejnou barvou:

Barevné označení najdete v katalozích i na obalech destiček. Je to nejrychlejší způsob, jak si ověřit, že vybíráte ze správné skupiny pro svůj materiál.

Tvrdost a houževnatost: hledání správné rovnováhy

Každá skupina ISO je optimalizována pro určitou oblast obrábění. Jednotlivé řezné materiály se pak liší především odolností proti opotřebení a houževnatostí. Obecně platí, že tvrdší materiály lépe odolávají opotřebení, zatímco houževnatější materiály lépe snášejí přerušovaný řez a mechanické rázy. Konkrétní vlastnosti ale vždy závisí na daném typu materiálu.

Ideální řezný materiál by byl současně maximálně tvrdý i maximálně houževnatý. Takový ale neexistuje, a proto se vyvíjejí různé podklady pro různé vlastnosti.

Číslo za písmenem: jak tvrdý či houževnatý je podklad v rámci skupiny

Ani uvnitř jedné skupiny nejsou všechny druhy stejné. Podklady lze namíchat jako velmi tvrdé nebo velmi houževnaté. Platí jednoduché pravidlo: nízké číslo znamená tvrdý podklad, vysoké číslo houževnatý. U skupiny P to vypadá takto:

Co z toho plyne pro výběr:

• Tvrdé podklady (například P10) volte pro dobré až střední podmínky obrábění: plynulý řez, optimální upnutí nástroje i obrobku.
• Houževnaté podklady (například P30) jsou optimalizované pro nepříznivé podmínky: přerušovaný řez, okuje na povrchu, vibrace.

Povlaky: CVD a PVD

Stejně jako u většiny moderních nástrojů na kov je i většina vyměnitelných břitových destiček povlakovaná. Existují dva základní procesy.

CVD (chemické napařování)

Povlak vzniká chemickou reakcí plynů v komoře za vysoké teploty.

• Výhody: lze vytvořit velmi silnou vrstvu až 18 µm, která zajistí dlouhou životnost a trvalou ochranu proti opotřebení. Povlak má vyšší tepelnou odolnost a výroba je poměrně levná.
• Nevýhody: kvůli tloušťce vrstvy se zaoblí ostří, což zhoršuje řezné vlastnosti. Vrstva má nižší houževnatost a vysoké výrobní teploty mohou změnit strukturu podkladu.

PVD (fyzikální napařování)

Při procesu PVD se materiál povlaku ve vakuové komoře převede do plynné fáze nebo se uvolní z terče a následně se usazuje na povrchu destičky v podobě tenké vrstvy. Konkrétní postup závisí na použité technologii.

• Výhody: tenčí povlak, vhodný pro některé aplikace s přerušovaným řezem.

Zjednodušeně lze říci, že CVD povlaky se často využívají tam, kde je důležitá vysoká odolnost proti opotřebení a tepelnému zatížení. PVD povlaky umožňují zachovat ostřejší řeznou hranu a často se uplatňují při obrábění s menšími řeznými silami nebo při přerušovaném řezu. Optimální volba závisí na konkrétním povlaku, podkladovém materiálu a podmínkách obrábění.

Jak číst kód slinutého karbidu u různých výrobců

Barevné skupiny jsou jednotné, samotné kódy jednotné nejsou. Každý výrobce má svůj systém. Přinášíme tři příklady.

HAHN+KOLB (ATORN, ORION)

Při přepracování sortimentu pro soustružení zavedl HAHN+KOLB jednodušší kód pro nejnovější generace slinutých karbidů. Skládá se z několika částí:

Příklad označení: ACP25T-6 je destička ATORN, slinutý karbid s CVD povlakem, skupina ISO P25, určená pro soustružení.

Rozluštění: HC7620 z prvního dílu

V prvním dílu jsme měli destičku CNMG 12 04 08 MP HC7620. Kód řezného materiálu HC7620 se čte takto:

• H – slinutý karbid,
• C – s povlakem (W by znamenalo bez povlaku),
• 7 – generace destičky,
• 6 – skupina ISO (6 = P, 5 = M, 4 = K, 3 = N, 2 = S),
• 20 – číslo v rámci skupiny, tedy P20.

V systému označování použitém výrobcem znamená HC7620 povlakovaný slinutý karbid určený pro obrábění oceli. Konkrétní vlastnosti a doporučené podmínky použití je nutné ověřit v katalogu.

Zbývá vysvětlit označení MP. To popisuje geometrii destičky a utvářeč třísky, kterému se budeme věnovat v dalším díle.

Před objednávkou si ověřte

1. Skupinu ISO podle obráběného materiálu. Ocel P, nerez M, litina K, neželezné kovy N, speciální slitiny S.
2. Podmínky obrábění. Plynulý řez a stabilní upnutí svědčí tvrdšímu podkladu (nižší číslo), přerušovaný řez, okuje nebo vibrace houževnatějšímu (vyšší číslo).
3. Povlak. CVD pro odolnost proti opotřebení a teplu, PVD pro ostřejší hranu a pro některé aplikace s přerušovaným řezem.
4. Kód výrobce. Systémy se u značek liší, proto při porovnávání destiček různých výrobců vždy srovnávejte skupinu ISO a číslo uvnitř skupiny, ne celý kód.

Co najdete u nás

V sortimentu ATORN najdete vyměnitelné břitové destičky ISO v několika skupinách ISO i provedeních povlaku. Celý soustružnický nástroj najdete tady.

Nechte si doporučit vhodné destičky

Pokud nechcete skládat kombinaci z katalogu sami, pošlete nám požadavek a my vám nabídneme destičky i řezné podmínky. Stačí uvést:

• obráběný materiál,
• druh operace (čelní, podélné, kopírovací, hrubování nebo dokončování),
• podmínky obrábění (plynulý nebo přerušovaný řez, vibrace, okuje),
• stávající označení destičky, pokud ho máte,
• požadované množství.

Napište na info@boshk.cz nebo zavolejte na +420 417 539 769. Nabídku zpracujeme podle vašeho zadání.