Инструмент на основе режущей керамики
ООО ТД «СТ Групп»
Главная Написать Карта сайта EN  

+7 (495) 363-36-28

Инструмент на основе режущей керамики

Минералокерамика (или режущая керамика) — инструментальный материал на основе оксида алюминия (Аl2O3) или карбида кремния (SiC), обладающий большими, чем у твердых сплавов, твёрдостью и теплостойкостью, но меньшей удар­ной вязкостью. Основные преимущества режущей керамики по сравнению с твердыми сплавами заключаются в практически неограниченных сырьевых ресурсах (алюмосиликаты составляют до 50% массы земной коры).

Выпускается четыре основные группы режущей керамики:

  • Оксидная (белая керамика) на основе Al2O3 (советские марки ЦМ 332, ВО-100) для точения заготовок из ферритных ковких чугунов и незакаленных конструкционных сталей при скоростях резания свыше 250 м/мин;

  • Оксидно-карбидная (черная керамика) на основе композиции Al2O3-TiC (марки В-3, ВОК-60, ВОК-70) для обработки ковких, высокопрочных, отбеленных, модифицированных чугунов, закаленных сталей (до 65 HRC);

  • Оксидно-нитридная на основе Al2O3-TiN (ОНТ-20 или кортинит) рекомендуется для обработки меди, закаленной стали, отбеленных чугунов, сплавов на основе никеля;

  • Нитридная керамика на основе Si3N4 (РК-30 или силинит-Р). Для обработки чугунов и отожженных конструкционных и инструментальных сталей. Уступает в скорости резания оксидной керамике при обработке сплавов на основе алюминия и закаленной стали. При обработке серого чугуна силинит уступает нитриду бора.

Преимущества керамических материалов:

  • HRA 91—93, T=1100—1200°C

  • Высокая износостойкость

  • Низкие адгезионные свойства

  • Отсутствует наростообразование.

  • Основной особенностью режущей керамики является отсутствие связующей фазы, что значительно снижает степень ее разупрочнения при нагреве в процессе изнашивания, повышает пластическую прочность, что и предопределяет возможность применения высоких скоростей резания, намного превосходящих скорости резания инструментом из твердого сплава.

  • Если предельный уровень скоростей резания для твердосплавного инструмента при точении сталей с тонкими срезами и малыми критериями затупления составляет 500—600 м/мин, то для инструмента, оснащенного режущей керамикой, этот уровень увеличивается до 900—1000 м/мин.

С другой стороны, керамические материалы хрупкие, имеют низкую изгибную прочность (σизг=350—400 МПа; у РК-30 до 800) и невысокую ударную вязкость.

Особенность оксидной керамики — относительно высокая чувствительность к резким температурным колебаниям (тепловым ударам), то есть высокий коэффициент температурного расширения. Поэтому охлаждение при резании керамикой обычно не применяют. Исключение составляет керамика оксидно-карбидной группы, но для инструмента из таких материалов необходимо обеспечить обильную и непрерывную подачу СОЖ.

Также существует оксидная керамика армированная кристаллами карбида кремния SiC, так называемая «вискеризованная» керамика (от английского названия кристаллов карбида кремния – whiskers) обладающая гораздо большей прочностью по сравнению с другими типами керамики. Вискеризованная керамика представляет собой композиционный материал, в котором оксид алюминия Al2O3 это основа, а SiC наполнитель. Армированная керамика в основном применяется для черновой обработки жаропрочных сплавов.

Структура вискеризованной керамики при увеличении в 3000 раз 

Режущая керамика обеспечивает скорости резания порядка 900—1000 м/мин.

Производством режущей керамики занимается ряд ведущих инструментальных фирм мира, но наилучшие результаты, как правило у специализированных компаний, таких как — NTK (Япония) и GreenLeaf (США).

Подробнее ознакомиться с каталогом GreenLeaf можно здесь.

Подробнее ознакомиться с каталогом NTK можно здесь.

Видеоматериалы, связанные с обработкой и применением режущей керамики от компании NTK, можно посмотреть здесь, а с видео от компании Greenleaf можно ознакомиться здесь.

Практические рекомендации по применению режущей керамики, особенно раздела касающегося обработки жаропрочных сплавов можно посмотреть в презентации компании GreenLeaf здесь. В презентации подробно освещены стратегии обработки инструментом из режущей керамики, которые могут быть полезными для специалистов технологов, инструментальщиков и программистов станков с ЧПУ.

На выставке ЕМО 2015 в Милане компанией NTK был представлен новый инструментальный материал BIDEMICS, предназначенный в первую очередь для обработки жаропрочных сплавов, используемых, как правило, в авиационном двигателестроении. Это сплавы по зарубежной классификации типа: Incоnel 718, Rene, Waspaloy, а по Российской: ЭИ698(ХН73МБТЮ), ЭИ787(ХН35ВТЮ), ЭИ435(ХН78Т). Подробно ознакомится с материалами по этой теме можно здесь.