Scelta degli inserti PCD e CBN

Gli inserti in nitruro di boro cubico sono utilizzati al meglio nelle operazioni leggere di semifinitura e finitura.

La produzione delle frese più dure del pianeta coinvolge processi e prodotti chimici intensi. Gli utensili in diamante policristallino (PCD) e il nitruro di boro cubico (CBN) sono rispettivamente uno e due nell'elenco dei materiali da inserto più duri, ma la loro composizione è piuttosto diversa.

Senza entrare nel vero nocciolo della chimica, calore estremo, sinterizzazione e pressione vengono utilizzati per formare i diversi gradi di questi inserti in base al rapporto materiale/legante.

BIG Daishowa, che è specializzato in portautensili ma offre anche inserti con riporti CBN e PCD con forme rompitruciolo personalizzate per i suoi utensili noiosi, riceve spesso domande su questo tipo di utensili. A Matt Tegelman, specialista di prodotto senior, sono state poste alcune delle domande più comuni. Qui condividiamo le sue risposte.

D: In qualità di esperto di portautensili, come descrivi l'importanza dell'interfaccia utensile/portautensili? R: Solo le condizioni più stabili sono adatte per PCD e CBN. L'elevata durezza comporta caratteristiche di elevata fragilità. Se la rigidità dell'attrezzatura o dell'attrezzatura non è ideale, o se un pezzo presenta forti armoniche causate da vuoti eccessivi, possono manifestarsi vibrazioni nel taglio. Ciò porta ad una scarsa durata dell'utensile del tagliente diamantato. In questi casi è meglio utilizzare inserti in metallo duro.

D: Qual è la differenza più grande tra gli inserti PCD e CBN?R: Un inserto PCD dovrebbe essere la prima scelta nelle applicazioni in alluminio e magnesio, nonché per le parti in fibra di carbonio, poiché la sua estrema durezza garantisce una durata utensile molto lunga in questi materiali non ferrosi.

Poiché è un diamante sintetico (carbonio quasi puro), non può essere utilizzato per lavorare materiali ferrosi, come acciai e ghise, poiché a temperature superiori a 700 gradi F, gli atomi di carbonio reagiscono con il materiale della parte per formare carburo di ferro e causare la strutture diamantate al collasso.

Il PCD è particolarmente richiesto quando l'alluminio ha un contenuto di silicio superiore al 5% per resistere all'abrasività che porta all'usura.

Il CBN utilizza il boro come elemento primario. Sebbene il boro abbia una struttura cristallina simile al carbonio, non ha affinità con il ferro.

È il secondo materiale più duro conosciuto e può tollerare temperature di taglio superiori a 1.800 gradi F. Il CBN è adatto per la lavorazione dell'acciaio o del ferro ed è una delle prime scelte per la lavorazione con acciai temprati, solitamente superiori ad almeno 50 HRC, e dovrebbe essere utilizzato solo per la finitura. Qualsiasi taglio interrotto richiede l'utensile con la massima stabilità possibile, altrimenti non funzionerà bene.

Il CBN è disponibile in diversi gradi, in cui vengono aggiunti leganti, come ceramica e metalli, per modificarne le caratteristiche. Anche le dimensioni dei grani della struttura cristallina possono essere modificate per determinate caratteristiche. L'alto contenuto di CBN con granulometrie ultrafini è la combinazione più dura, adatta per la lavorazione continua di ghisa temprata e metalli in polvere.

Gli strumenti in nitruro di boro cubico sono disponibili in diversi gradi, in cui vengono aggiunti leganti, come ceramica e metalli, per modificare le caratteristiche.

Anche gli inserti in CBN possono essere rivestiti. Per la lavorazione di acciai temprati, ad esempio, si consiglia un materiale CBN a grana media con rivestimento TiCN.

D: Qual è la profondità di taglio minima/massima migliore per gli inserti PCD e CBN? R: Gli inserti PCD e CBN sono meglio riservati alle operazioni leggere di semifinitura e finitura. In genere consiglio un diametro massimo di 0,040 pollici e un minimo fino a 0,004 pollici, a seconda del raggio di punta dell'inserto.

D: Qual è la relazione tra la finitura superficiale e il raggio di punta di un utensile? R: Un raggio di punta maggiore produce una finitura superficiale migliore per una determinata velocità di avanzamento. Pertanto, maggiore è il raggio, più velocemente è possibile avanzare l'utensile e ottenere comunque una buona finitura. Il compromesso arriva nella pressione dell’utensile. Un raggio maggiore provoca una maggiore deflessione dell'utensile e, ad un certo punto, può provocare vibrazioni. Il trucco sta nel trovare il raggio più ampio che produca risultati senza chiacchiere.