Keraminių peilių pranašumai ir trūkumai

Keraminiai įrankiai parodė vis platesnę metalo pjovimo srityje dėl jų puikių atsparumo aukštai temperatūrai ir greitaeigių apdorojimo galimybių. Tačiau dėl riboto supratimo apie keramikos priemones pramonėje daugelis perdirbimo įmonių dar nevisiškai panaudojo tokio tipo įrankio galimybes ir net nesuvokė savo galimybių ir ekonomiškumo keičiant tradicines priemones kai kuriose srityse.

 

1. Pagrindiniai keraminių įrankių pranašumai

Keraminės medžiagos pjaustymo metu turi puikų šilumos laidumą, o tai gali efektyviai atlikti didelį šilumos kiekį pjaustymo srityje, atokiau nuo pjovimo krašto, taip pratęsti pjovimo krašto tarnavimo laiką ir pagerinti bendrą įrankio tarnavimo laiką. Priešingai, dažniausiai naudojamos medžiagos, tokios kaip cementinis karbidas, kubinio boro nitrido (CBN) ir polikristalinio deimanto (PCD), turi blogą šilumos laidumą, o šiluma lengvai sukoncentruojama šalia pjovimo briaunos, sukeldamas pagreitintą įrankių susidėvėjimą.

Dėl gero šilumos laidumo keraminius įrankius galima supjaustyti daug didesniu tiesiniu greičiu. Pavyzdžiui, apdirbant šilumą atsparius lydinius, tipiškas cementuotų karbido įrankių pjovimo greitis yra apie 125 sfm (paviršiaus pėdos per minutę), o keraminių įrankių pjovimo greitis gali pasiekti nuo 800 iki 1500 sfm, o kai kurios pažangios keraminės medžiagos gali pasiekti net 1600 sfm. Ši greitaeigio apdirbimo galimybė žymiai pagerina gamybos efektyvumą per laiką.

 

2. Keraminių įrankių apribojimai

Nepaisant greito apdirbimo pranašumų, keramikos įrankiai taip pat turi tam tikrų apribojimų. Pirma, dėl pačios medžiagos kietumo ir trapumo, keraminiams įrankiams sunku pagaminti labai aštrius kraštus, todėl sumažėja pjovimo aštrumas nei cementuoti karbido įrankiai. Be to, keraminių įrankių išlaidos yra didelės. Remiantis indeksuojamais įdėklais kaip pavyzdį, keraminiams įdėklams po susidarymo reikia daug tikslaus šlifavimo procesų, todėl sunku pasiekti pigių masinių gamybą, pavyzdžiui, cementuotą karbidą. Priklausomai nuo konkretaus dydžio ir formos reikalavimų, keraminių įdėklų kaina gali būti nuo 1,5 iki 4 kartus didesnė nei tradicinių įdėklų; ir viso keraminio įrankio kaina gali būti nuo 2 iki 4 kartų didesnė nei įprastų įrankių.

Be to, greitaeigiai veikimui reikalinga didelė įranga. Nors kai kurios įmonės domisi keramikos įrankiais, jos dažnai negali visiškai žaisti keraminių įrankių veikimo, nes staklės negali pasiekti reikiamo didelio veleno greičio ar jiems trūksta atitinkamų įrankio parametrų žinių.

 

3. Tipiškos taikymo sritys

Keraminiai įrankiai yra plačiai naudojami įvairiose aukštos temperatūros, aukštos ar sunkaus proceso medžiagose, įskaitant, bet neapsiribojant, šiais atvejais:

1. Aukštumo nerūdijantis plienas
Keraminiai įrankiai yra tinkami perdirbti nerūdijantį plieną, kurio „Rockwell“ kietumas yra nuo 32 iki 35 ar daugiau. Esant tokioms didelio kietumo sąlygoms, perdirbimo srities temperatūra yra ypač aukšta, o keramikos šiluminis stabilumas ir greita veikla yra visiškai naudojama. Jei perdirbtos medžiagos kietumas yra mažas, dėl pjovimo šilumos kaupimosi lengva sukelti paviršiaus lydymosi ar net deginimo problemas.

 

2. Miltelių metalurgijos medžiagos
Miltelių metalurgija yra plačiai naudojama gaminant automobilių dalis. Jis turi ir abrazyvių, ir aukštos temperatūros charakteristikas, o įrankis dėvi labai greitai. Nors CBN įrankiai paprastai naudojami apdorojimui, jų kaina yra ypač didelė. Keraminiai įrankiai gerai veikia tokias medžiagas ir yra žymiai pigesnės nei CBN.

 

3. Sutrumpintas grafito ketaus (CGI)
CGI yra naujo tipo aukšto stiprumo ketaus, plačiai naudojamas gaminant dyzelinio variklio cilindrų blokus. Tradicinius įrankius labai lengva dėvėti ir brangios. Keraminiai įrankiai rodo gerą ekonomiškumą CGI perdirbimo srityje, o jų tarnavimo laikas gali pasiekti daugiau nei 10 kartų didesnį nei karbido įrankių.

 

4. Alternatyvus šlifavimo procesas
Apdorojant kai kurias aukšto sunkumo dalis, keraminiai įrankiai gali pakeisti išorinius cilindrinius šlifavimo ar paviršiaus šlifavimo procesus, žymiai pagerinti medžiagų pašalinimo greitį ir sutrumpinti bendrą apdorojimo laiką. Tuo pat metu, skirtingai nuo ratų formavimo apribojimų, keraminiai įrankiai gali pasiekti lankstesnius apdorojimo kontūrus per CNC programavimą.

 

5. ElektrosPark apdirbimo pakeitimas (EDM)
Kai kuriuose pelėsių gamybos ar sukietėjimo aparatūros apdorojime keraminiai galutiniai gamyklos gali pakeisti grubų apdirbimo procesą elektrodų išleidimo formavimo metu, greitai pašalinti medžiagas ir taip sumažinti reikalingų elektrodų skaičių ir jų apdorojimo laiką.

 

4. Nauja medžiagų ir procesų pažanga

Pastaraisiais metais keramikos įrankių medžiagos ir procesai buvo nuolat atnaujinami, žymiai pagerinant jų mechanines savybes ir pritaikant apdorojimą. Pavyzdžiui:

Keraminės ūso sustiprintos medžiagos: Augant armatūrinėms fazių struktūroms (tokioms kaip ūsai) keraminėje matricoje, įrankio atsparumas įtrūkimams ir atsparumas smūgiams yra labai patobulintas, todėl jis tinka grubiai apdirbant ir nenutrūkstamas pjovimo sąlygas.

 

Sudėtinės keraminės struktūrinės medžiagos: Naujos medžiagos sujungia keramiką ir karbidus tinklu ir naudoja keraminio šilumos laidumo ir karbido šiluminio laidumo sinergetinį poveikį. Nepridėjus kobalto rišiklio, pagerėja šilumos difuzijos efektyvumas ir įrankių tarnavimo laikas. Tokio tipo medžiagos buvo naudojamos perdirbant aukštos temperatūros lydinius, tokius kaip orlaivių varikliai, o pjovimo greitis gali pasiekti dvigubai daugiau nei tradicinės keramikos.

 

Išvada

Dėl keraminių įrankių technologinės progreso jie tapo labai konkurencingi aukštos temperatūros lydinių, miltelių metalurgijos, CGI ir tradicinio šlifavimo srityse. Nors vis dar yra tokių problemų kaip didelės išlaidos, siauras apdorojimo langas ir ribota įrankio forma, negalima ignoruoti jo pranašumų didinant pjovimo greitį, mažinant apdorojimo ciklą ir prailginti įrankio tarnavimo laiką. Nuolat tobulinant staklių technologiją ir kaupiant naudojimo patirtį, tikimasi, kad keraminiai įrankiai bus plačiai naudojami daugiau laukų.