Режущие свойства покрытий заметно превосходят свойства покрытия TiN; срок службы режущего инструмента свидетельствует о многочисленных преимуществах PVD-покрытий. Вместе с тем некоторые покрытия, такие как Al2O3 и алмаз, как правило, наносятся методом CVD: Al2O3 является термостойким и окислестойким покрытием, которое способно изолировать конкретную геометрию инструмента от тепла, выделяющегося при резании. Посредством Решения для сверхтвердых режущих инструментов Кроме того, можно объединить преимущества различных покрытий, добившись более высокой эффективности резания и удовлетворив требования обработки резанием. Итак, далее мы рассмотрим анализ применения сверхтвердых режущих инструментов в процессе жёсткой токарной обработки!

　　Например, TiN обладает низким коэффициентом трения; покрытые им твердосплавные инструменты по сравнению с необработанными твердосплавными инструментами значительно превосходят их по прочности, твёрдости и износостойкости. Покрытие на основе TiN позволяет уменьшить износ структуры покрытия, а покрытие TiCN — снижать износ задней поверхности резца; покрытие TiC характеризуется высокой твёрдостью, тогда как покрытие Al2O3 обеспечивает отличную термоизоляцию и т. п. В последние годы ряд производителей, применяя такие методы, как модификация материалов покрытий, существенно повысили эксплуатационные характеристики покрытых инструментов. Например, некоторые предприятия США и Японии используют пластинки с покрытием AlTiN швейцарского производства и новыми запатентованными технологиями нанесения покрытий: при обработке деталей с твёрдостью 45–55 HRC можно осуществлять высокоскоростное точение с использованием недорогих покрытых твердосплавных инструментов. Твёрдость таких покрытий достигает 4500–4900 HV, срок службы пластин в 4 раза превышает срок службы обычных покрытых пластин, при этом себестоимость составляет лишь 30% от стоимости традиционных покрытых инструментов, а адгезия остаётся на высоком уровне. Что касается керамических материалов, то благодаря постоянному совершенствованию их состава и структуры, а также развитию нанотехнологий стало возможным упрочнение керамических режущих инструментов; теперь ими можно выполнять резание формовочной стали с твёрдостью 47–58 HRC со скоростью 498,56 м/мин. При температуре резания 1500–1600 °C твёрдость керамических инструментов не снижается, они не окисляются; в ближайшем будущем керамика, вслед за быстрорежущей сталью и твердым сплавом, вызовет третью революцию в сфере механической обработки.

　　Керамические режущие инструменты обладают высокой твёрдостью (HRA 91–95), высокой прочностью (предел изгиба 750–1000 МПа), отличной износостойкостью, хорошей химической стабильностью, низкой склонностью к налипанию, низким коэффициентом трения и относительно невысокой стоимостью. Кроме того, их скорость резания может в 2–5 раз превышать скорость резания инструментов из твёрдого сплава. Они особенно эффективны при обработке материалов с высокой твёрдостью, при чистовой обработке и при высокоскоростной обработке; ими можно обрабатывать различные закалённые стали с твёрдостью до HRC 65, а также закалённый чугун. Керамические инструменты сохраняют высокую твёрдость при повышенных температурах — при 1200 °C их твёрдость достигает HRA 80. При обычной обработке керамические инструменты характеризуются исключительно высокой долговечностью; наиболее распространёнными являются керамика на основе оксида алюминия, керамика на основе нитрида кремния, металлокерамика и керамика, армированная кристаллическими волокнами. Решения для сверхтвердых режущих инструментов.

　　Композитные инструменты из поликристаллического кубического нитрида бора (PCBN) с высоким содержанием CBN обладают высокой твёрдостью, хорошей износостойкостью, высокой прочностью на сжатие и отличной ударной вязкостью. В инструментах из CBN с низким содержанием частиц CBN в качестве связующего используется керамика; хотя её твёрдость ниже, это компенсирует недостатки первых материалов — плохую термическую стабильность и низкую химическую инертность. Однако их основными недостатками остаются именно эти свойства, поэтому такие инструменты подходят для обработки жаропрочных сплавов, чугуна и железосодержащих спечённых металлов. Они также применяются при обработке закалённой стали. Следовательно, перед выбором необходимо провести анализ соотношения стоимости и качества обработки. На рис. 3 показано износ задней поверхности инструментов из Al2O3, Si3N4 и CBN после обработки серого чугуна: режущие свойства инструментов из PCBN превосходят аналогичные характеристики инструментов из Al2O3 и Si3N4. При обработке закалённой стали остаточные напряжения при использовании керамических и PCBN-инструментов различаются; при обработке серого чугуна и закалённой стали можно выбирать либо керамические, либо CBN-инструменты, однако при сухой обработке закалённой стали стоимость керамики Al2O3 ниже, чем стоимость материала PCBN. При малых подачах предпочтительнее использовать керамические инструменты. Инструменты из PBN подходят для обработки деталей с твёрдостью выше HRC60; керамические инструменты обладают хорошей термохимической стабильностью, но уступают PCBN-инструментам по вязкости и твёрдости. При обработке материалов с твёрдостью до HRC60 они особенно эффективны в условиях автоматизированной и высокоточной обработки. Решение — сверхтвердые инструменты.

　　Кроме того, при одинаковом износе задней поверхности резца остаточные напряжения на поверхности обработанной детали, создаваемые при резании с использованием PCBN-резцов, также остаются относительно стабильными по сравнению с такими напряжениями при работе с керамическими резцами. Таким образом, нагрев в зоне резания, приводящий к локальному размягчению металла в области режущей кромки, позволяет эффективно снижать износ PCBN-резцов. При сухом резании закалённой стали с применением PCBN-резцов следует соблюдать следующие принципы: выбирать глубину резания, допустимую по жёсткости станка; кроме того, необходимо учитывать, что при малой глубине резания плохая теплопроводность PCBN-резцов приводит к недостаточно оперативному рассеянию тепла в зоне резания, вследствие чего в зоне сдвига также наблюдается выраженный эффект размягчения металла, что способствует снижению износа режущей кромки.

　　Выше было представлено Решения для сверхтвердых режущих инструментов Анализ применения в процессе жёсткой токарной обработки; для получения дополнительной информации свяжитесь с нами в любое время!