Сверхтвердые материалы (СТМ)

Наиболее рационально применение СТМ для лезвийной обработки материалов с высокой твердостью (свыше 50НRС).

Твердость, модуль упругости и теплопроводность СТМ значительно выше, чем у других инструментальных материалов, а коэффициент термического расширения значительно ниже (по этим параметрам нитрид бора несколько уступает алмазу). Совокупность этих свойств позволяет обеспечить высокую точность обработки (до 1 класса) и малую шероховатость поверхности. Такое сочетание свойств позволяет исключить операции шлифования, заменив их лезвийной обработкой инструментом из СТМ – точением, растачиванием, фрезерованием. При этом достигается высокая точность и малая шероховатость поверхности.

Различия физико–механических и химических свойств СТМ на основе алмаза и нитрида бора определяют различные области их рационального применения. Твердость алмаза выше, чем твердость кубического нитрида бора, а его теплостойкость ниже. Однако, определяющим является высокая диффузионная способность алмаза по отношению к сплавам на основе железа – сталям и чугунам, и, напротив, инертность к этим материалам нитрида бора. Поэтому режущие инструменты из СТМ на основе алмаза применяют для обработки цветных металлов и сплавов (в частности, твердых сплавов), неметаллических материалов, а инструменты на основе нитрида бора – для обработки стали и чугуна.

При обработке материалов высокой твердости преимущество СТМ на основе нитрида бора (композит–01) перед режущей керамикой достигается за счет более высоких значений твердости, теплостойкости и модуля упругости, а также меньшего коэффициента теплового расширения. При обработке закаленных сталей высокой твердости композиты обладают преимуществом во всем диапазоне применяемых режимов резания.

Применение инструмента из СТМ открывает новые технологические возможности. Это лезвийная обработка самых различных по свойствам материалов, в том числе труднообрабатываемых (не только закаленные стали и чугуны с твердостью свыше 60 HRC, но и твердые сплавы).

При использовании инструмента из СТМ появляется возможность обработки весьма нетехнологичных тонкостенных деталей (например, точение деталей с толщиной стенки 0,2мм).

Область рационального применения СТМ на основе нитрида бора – композитов:

- композит 01 и композит 02 – для тонкого чистового точения закаленных сталей с глубиной резания не более 0,5мм;

- композит 05 – для получистовой и чистовой обработке закаленных сталей и чугунов любой твердости с глубиной резания до 3мм;

- композит 10 – для обработки сталей и чугунов с любой твердостью при непрерывном и прерывистом точении [5].

СТМ на основе алмаза (АСК, АСБ, ПКА) наиболее рационально использовать для обработки цветных металлов, в том числе, твердых сплавов [5].