Ściernice CBN i ściernice diamentowe

Dobór ściernicy supertwardej powinien zaczynać się od materiału obrabianego. To właśnie materiał najczęściej decyduje o tym, czy w danej aplikacji należy zastosować ściernicę CBN, czy ściernicę diamentową.

W dużym uproszczeniu: CBN stosuje się przede wszystkim do stali, stali hartowanych i materiałów HSS, natomiast diament do węglika spiekanego, narzędzi VHM, ceramiki i materiałów nieżelaznych.

W praktyce sam wybór ziarna ściernego to jednak dopiero początek. Znaczenie mają również spoiwo, granulacja, koncentracja, geometria ściernicy, sposób chłodzenia, parametry procesu oraz sztywność całego układu: szlifierka — wrzeciono — mocowanie — narzędzie.

Ten poradnik wyjaśnia, kiedy wybrać CBN, kiedy diament i dlaczego nie należy traktować tych dwóch rodzajów ściernic jako zamienników.

CBN czy diament – szybka odpowiedź

Jeżeli szukasz krótkiej odpowiedzi, poniższa tabela pokazuje podstawowe zastosowania obu typów ściernic.

Jeśli obrabiasz	Najczęściej wybierane rozwiązanie
Stal hartowana	CBN
HSS	CBN
HSSE	CBN
HSS-Co	CBN
Stale narzędziowe	CBN
Stale proszkowe	CBN
Węglik spiekany	Diament
Frezy VHM	Diament
Wiertła VHM	Diament
Ceramika techniczna	Diament
Cermet	Diament

Najprostsza zasada brzmi: do stali i materiałów żelaznych wybieramy CBN, a do węglika spiekanego i materiałów nieżelaznych — diament.

W ofercie Tradensa dostępne są ściernice CBN i diamentowe Riegger przeznaczone do produkcji oraz regeneracji narzędzi skrawających, w tym frezów HSS, frezów VHM, wierteł i narzędzi specjalnych.

Szlifowanie narzędzi skrawających przy użyciu ściernic diamentowych i CBN na szlifierce narzędziowej CNC Joerg

Czym jest ściernica CBN?

CBN, czyli regularny azotek boru, to materiał supertwardy stosowany w ściernicach przeznaczonych przede wszystkim do obróbki stali i materiałów żelaznych. Pod względem twardości ustępuje diamentowi, ale w wielu aplikacjach stalowych jest od niego znacznie lepszym wyborem.

Największą zaletą CBN jest jego odporność termiczna i chemiczna podczas szlifowania stali. W przeciwieństwie do diamentu CBN dobrze pracuje z materiałami zawierającymi żelazo.

Ściernice CBN są wykorzystywane zarówno w produkcji narzędzi, jak i w regeneracji narzędzi oraz precyzyjnym szlifowaniu elementów technicznych.

W praktyce CBN wybiera się wtedy, gdy obrabiany materiał jest stalą lub materiałem żelaznym, a proces wymaga stabilności wymiarowej, powtarzalności i dobrej trwałości ściernicy.

Do jakich materiałów stosuje się ściernice CBN?

Ściernice CBN przeznaczone są przede wszystkim do:

• stali hartowanych,
• stali narzędziowych,
• HSS,
• HSSE,
• HSS-Co,
• stali proszkowych,
• elementów po obróbce cieplnej.

Najczęstsze zastosowania ściernic CBN

Do najczęstszych zastosowań należą:

• frezy HSS,
• wiertła HSS,
• gwintowniki,
• rozwiertaki,
• wałki hartowane,
• elementy przekładni,
• precyzyjne części maszyn.

Czym jest ściernica diamentowa?

Ściernica diamentowa to ściernica z ziarnem diamentowym, przeznaczona przede wszystkim do obróbki materiałów twardych, kruchych i nieżelaznych. Diament jest najtwardszym znanym materiałem ściernym, dlatego bardzo dobrze sprawdza się przy szlifowaniu węglika spiekanego, ceramiki technicznej, szkła, grafitu oraz kompozytów.

W branży narzędziowej ściernice diamentowe są podstawowym rozwiązaniem przy produkcji i regeneracji narzędzi pełnowęglikowych, czyli narzędzi VHM.

Stosuje się je między innymi do:

• frezów VHM,
• wierteł VHM,
• rozwiertaków pełnowęglikowych,
• narzędzi z płytkami z węglika spiekanego,
• narzędzi specjalnych z węglika,
• ceramiki technicznej,
• materiałów kompozytowych,
• grafitu,
• szkła technicznego.

Ściernica diamentowa pozwala uzyskać wysoką jakość powierzchni, dokładność profilu oraz efektywną obróbkę bardzo twardych materiałów. W przypadku narzędzi pełnowęglikowych jest to najczęściej pierwszy i podstawowy wybór.

Nie oznacza to jednak, że ściernica diamentowa jest uniwersalna. Pomimo bardzo wysokiej twardości nie powinna być stosowana do typowego szlifowania stali. W materiałach żelaznych znacznie lepiej sprawdza się CBN.

Ściernice diamentowe są podstawowym rozwiązaniem stosowanym podczas produkcji frezów pełnowęglikowych.

Do jakich materiałów stosuje się ściernice diamentowe?

Najczęściej są stosowane do:

• węglika spiekanego,
• frezów VHM,
• wierteł VHM,
• rozwiertaków pełnowęglikowych,
• ceramiki technicznej,
• cermetu,
• PCD,
• PCBN.

Najczęstsze zastosowania ściernic diamentowych

Ściernice diamentowe wykorzystywane są przede wszystkim podczas:

• produkcji frezów pełnowęglikowych,
• produkcji wierteł VHM,
• regeneracji narzędzi,
• obróbki ceramiki technicznej,
• produkcji płytek skrawających.

CBN czy diament? Najważniejsze różnice

CBN i diament należą do grupy materiałów supertwardych, ale ich zastosowanie jest inne. Różnica nie sprowadza się wyłącznie do twardości ziarna. Kluczowe znaczenie ma odporność chemiczna i termiczna w kontakcie z konkretnym materiałem obrabianym.

Kryterium	CBN	Diament
Pełna nazwa	Regularny azotek boru	Diament syntetyczny
Główne zastosowanie	Stale i materiały żelazne	Węglik, ceramika, materiały nieżelazne
Typowe materiały	HSS, HSS-Co, stal hartowana, stal narzędziowa	VHM, węglik spiekany, ceramika, grafit, szkło
Obróbka stali	Bardzo dobre rozwiązanie	Zwykle niewskazane
Obróbka węglika	Nie jest optymalnym wyborem	Podstawowe rozwiązanie
Odporność cieplna przy stali	Wysoka	Ograniczona
Typowe zastosowania narzędziowe	Frezy HSS, wiertła HSS, gwintowniki	Frezy VHM, wiertła VHM, narzędzia pełnowęglikowe
Największa zaleta	Stabilność przy materiałach żelaznych	Bardzo wysoka twardość i efektywność przy węgliku
Najczęstszy błąd	Użycie CBN do węglika	Użycie diamentu do stali

CBN wybieramy do stali. Diament wybieramy do węglika spiekanego.

Infografika pokazuje, kiedy wybrać ściernicę CBN, a kiedy ściernicę diamentową. CBN stosuje się głównie do stali, HSS, HSS-Co i stali hartowanych, natomiast diament do węglika spiekanego, frezów VHM, ceramiki i materiałów nieżelaznych.

Dlaczego nie stosuje się diamentu do szlifowania stali?

Diament jest twardszy od CBN, ale nie oznacza to, że jest lepszy w każdej aplikacji. Przy szlifowaniu stali problemem nie jest sama twardość materiału, lecz reakcja diamentu z żelazem w warunkach wysokiej temperatury.

Podczas szlifowania w strefie kontaktu powstaje wysoka temperatura. W przypadku materiałów żelaznych może dochodzić do niekorzystnych zjawisk na granicy ziarno ścierne — materiał obrabiany. Diament, mimo bardzo wysokiej twardości, nie jest optymalny chemicznie do pracy ze stalą.

Efektem może być:

• szybsze zużycie ściernicy,
• utrata zdolności skrawnej,
• przegrzewanie strefy szlifowania,
• pogorszenie jakości powierzchni,
• niestabilność procesu,
• większe ryzyko przypaleń,
• nieekonomiczna praca narzędzia.

Właśnie dlatego do szlifowania stali hartowanych, HSS, HSS-Co i innych materiałów żelaznych stosuje się CBN. CBN ma bardzo dobrą odporność termiczną i chemiczną w kontakcie ze stalą, dlatego zapewnia stabilniejszy i bardziej przewidywalny proces.

Najprościej mówiąc: diament jest najtwardszy, ale CBN jest właściwym wyborem do stali.

Kiedy wybrać ściernicę CBN?

Ściernicę CBN należy wybrać wtedy, gdy obrabiany materiał jest stalą, stalą hartowaną, stalą szybkotnącą lub innym materiałem żelaznym. Dotyczy to zarówno produkcji nowych narzędzi, jak i ich ostrzenia oraz regeneracji.

Produkcja frezów HSS

Przy produkcji frezów HSS ściernica CBN pozwala zachować stabilny proces szlifowania oraz dobrą jakość krawędzi skrawającej. Materiał HSS jest stalą szybkotnącą, dlatego diament nie jest tu właściwym wyborem.

W produkcji frezów HSS znaczenie mają:

• geometria ściernicy,
• granulacja,
• spoiwo,
• sposób chłodzenia,
• sztywność mocowania,
• powtarzalność wymiarowa.

CBN sprawdza się szczególnie tam, gdzie liczy się kontrola profilu, trwałość ściernicy i stabilność procesu przy większych seriach produkcyjnych.

Produkcja wierteł HSS

Wiertła HSS również wymagają ściernic CBN. Dotyczy to zarówno produkcji rowków, jak i operacji ostrzenia, fazowania oraz wykonywania geometrii czoła.

Przy wiertłach szczególnie ważne są:

• stabilna geometria ostrza,
• brak przegrzewania materiału,
• powtarzalność kąta wierzchołkowego,
• jakość powierzchni rowka,
• trwałość ściernicy przy pracy seryjnej.

Zastosowanie diamentu do tego typu materiału może prowadzić do niepotrzebnych problemów procesowych i szybszego zużycia narzędzia ściernego.

Szlifowanie stali hartowanych

CBN jest bardzo często stosowany do szlifowania stali hartowanych, ponieważ dobrze radzi sobie z materiałami o wysokiej twardości i strukturze żelaznej.

Typowe zastosowania obejmują:

• elementy po obróbce cieplnej,
• wałki,
• tuleje,
• prowadnice,
• narzędzia,
• elementy precyzyjne,
• części maszyn wymagające dokładnego wykończenia.

W takich aplikacjach CBN pozwala ograniczyć ryzyko przypaleń, poprawić stabilność wymiarową i uzyskać dobrą jakość powierzchni.

Szlifowanie stali narzędziowych

Stale narzędziowe są kolejną grupą materiałów, przy których CBN jest właściwym wyborem. Dotyczy to zarówno narzędzi skrawających, jak i elementów form, wykrojników, stempli czy narzędzi specjalnych.

CBN sprawdza się wtedy, gdy proces wymaga:

• wysokiej dokładności,
• kontrolowanego zużycia ściernicy,
• dobrej jakości powierzchni,
• odporności na wysoką temperaturę w strefie szlifowania,
• powtarzalności przy produkcji seryjnej.

Kiedy wybrać ściernicę diamentową?

Ściernicę diamentową należy wybrać wtedy, gdy obrabiany materiał jest węglikiem spiekanym, ceramiką techniczną, grafitem, szkłem, kompozytem lub innym materiałem nieżelaznym. W branży narzędziowej najczęściej dotyczy to narzędzi pełnowęglikowych VHM.

Produkcja frezów VHM

Zobacz zastosowanie ściernic diamentowych przy produkcji frezów VHM

Frez VHM jest wykonany z węglika spiekanego, dlatego podstawowym wyborem jest ściernica diamentowa. CBN nie jest tu optymalnym rozwiązaniem, ponieważ nie zapewnia takiej efektywności i trwałości procesu jak diament.

Przy produkcji frezów pełnowęglikowych ściernica diamentowa odpowiada za:

• wykonanie rowków,
• kształtowanie geometrii ostrza,
• szlifowanie czoła,
• wykonanie faz,
• uzyskanie odpowiedniej jakości powierzchni,
• zachowanie dokładności profilu.

Dobór ściernicy do frezów VHM musi uwzględniać nie tylko materiał, ale również średnicę frezu, liczbę ostrzy, geometrię rowka, wymagane wykończenie powierzchni i typ operacji.

Produkcja wierteł VHM

Wiertła pełnowęglikowe również wymagają ściernic diamentowych. W tym przypadku szczególnie ważna jest dokładność geometrii oraz stabilność procesu, ponieważ niewielkie odchyłki mogą wpływać na jakość wiercenia, trwałość narzędzia i odprowadzanie wióra.

Ściernice diamentowe stosuje się między innymi do:

• szlifowania rowków,
• kształtowania geometrii czoła,
• wykonywania faz,
• korekcji krawędzi,
• regeneracji narzędzi.

Regeneracja narzędzi pełnowęglikowych

Podczas regeneracji narzędzi VHM ściernica diamentowa umożliwia odtworzenie geometrii ostrza i przywrócenie narzędzia do pracy. Dotyczy to frezów, wierteł, rozwiertaków i narzędzi specjalnych.

W regeneracji szczególnie ważne są:

• minimalne usunięcie materiału,
• zachowanie geometrii narzędzia,
• kontrola jakości krawędzi,
• unikanie mikrowykruszeń,
• powtarzalność procesu.

Dobrze dobrana ściernica diamentowa pozwala wydłużyć cykl życia narzędzi pełnowęglikowych i ograniczyć koszt jednostkowy obróbki.

Obróbka ceramiki technicznej

Ceramika techniczna jest materiałem twardym i kruchym, dlatego wymaga ściernic diamentowych. W takich aplikacjach istotne jest nie tylko samo usuwanie materiału, ale również ograniczenie pęknięć, wykruszeń i uszkodzeń powierzchni.

Ściernice diamentowe są stosowane przy obróbce:

• ceramiki technicznej,
• ceramiki narzędziowej,
• szkła technicznego,
• ferrytów,
• grafitu,
• kompozytów.

Sam wybór CBN lub diamentu to dopiero początek

Wybór między CBN a diamentem jest najważniejszym pierwszym krokiem, ale nie wystarcza do poprawnego doboru ściernicy. Dwie ściernice z tym samym ziarnem mogą zachowywać się zupełnie inaczej, jeżeli różnią się spoiwem, granulacją, koncentracją lub geometrią.

Spoiwo

Spoiwo decyduje o tym, jak ziarno ścierne jest utrzymywane w ściernicy i jak ściernica zachowuje się w trakcie pracy.

W ściernicach supertwardych stosuje się między innymi:

• spoiwa żywiczne,
• spoiwa metalowe,
• spoiwa ceramiczne,
• spoiwa galwaniczne.

Każde z nich ma inne właściwości. Spoiwo żywiczne często zapewnia dobre wykończenie i elastyczną pracę. Spoiwo metalowe może oferować wysoką trwałość. Spoiwo ceramiczne sprawdza się w aplikacjach wymagających dobrej stabilności i możliwości kontrolowanego ostrzenia. Spoiwo galwaniczne stosuje się między innymi przy narzędziach profilowych i aplikacjach specjalnych.

Granulacja

Granulacja wpływa na agresywność skrawania, jakość powierzchni oraz trwałość ściernicy.

Ogólna zasada jest następująca:

• grubsze ziarno usuwa materiał szybciej,
• drobniejsze ziarno pozwala uzyskać lepszą jakość powierzchni,
• zbyt drobne ziarno może zwiększać temperaturę procesu,
• zbyt grube ziarno może pogorszyć jakość krawędzi i powierzchni.

Przy produkcji narzędzi dobór granulacji zależy od operacji: inne ziarno można zastosować do zgrubnego szlifowania rowka, a inne do wykańczania krawędzi.

Koncentracja

Koncentracja określa ilość ziarna ściernego w warstwie roboczej ściernicy. Wpływa na trwałość, siły szlifowania, odprowadzanie ciepła i zachowanie ściernicy w kontakcie z materiałem.

Zbyt niska koncentracja może prowadzić do szybszego zużycia ściernicy. Zbyt wysoka koncentracja nie zawsze jest korzystna, ponieważ może zwiększać siły szlifowania i utrudniać samooczyszczanie się ściernicy.

Geometria ściernicy

Geometria ściernicy musi odpowiadać operacji technologicznej. W produkcji narzędzi skrawających znaczenie mają między innymi:

• kształt profilu,
• promień naroża,
• szerokość warstwy roboczej,
• kąt roboczy,
• średnica ściernicy,
• typ korpusu,
• sposób mocowania.

Nieprawidłowa geometria może spowodować problemy nawet wtedy, gdy materiał ścierny został dobrany poprawnie.

Jakie ściernice stosuje się w produkcji narzędzi skrawających?

W produkcji narzędzi skrawających wybór ściernicy zależy przede wszystkim od materiału narzędzia. Narzędzia ze stali szybkotnącej wymagają najczęściej ściernic CBN, natomiast narzędzia pełnowęglikowe i elementy z węglika spiekanego wymagają ściernic diamentowych.

Typ narzędzia	Zalecane rozwiązanie
Frez HSS	CBN
Wiertło HSS	CBN
Gwintownik HSS	CBN
Rozwiertak HSS	CBN
Frez VHM	Diament
Wiertło VHM	Diament
Rozwiertak VHM	Diament
Narzędzie z węglika spiekanego	Diament

Najczęstsze błędy przy doborze ściernic

Nieprawidłowo dobrana ściernica może powodować szybkie zużycie narzędzia, przegrzewanie materiału, pogorszenie jakości powierzchni, niestabilność procesu i wzrost kosztów produkcji. Poniżej znajdują się błędy, które najczęściej pojawiają się przy doborze ściernic CBN i diamentowych.

Wybór diamentu do stali

To jeden z najczęstszych błędów. Diament jest najtwardszym materiałem ściernym, ale nie oznacza to, że nadaje się do każdego materiału. Przy stali, HSS, HSS-Co i stalach hartowanych właściwym wyborem jest CBN.

Diament w kontakcie ze stalą może zużywać się szybciej i prowadzić do niestabilnego procesu. W efekcie ściernica, która teoretycznie wydaje się „lepsza”, w praktyce może pracować gorzej i mniej ekonomicznie.

Wybór CBN do węglika

Drugim typowym błędem jest wybór CBN do węglika spiekanego. W przypadku narzędzi VHM i materiałów węglikowych podstawowym wyborem jest ściernica diamentowa.

CBN nie zapewni takiej efektywności szlifowania węglika jak diament. Może to prowadzić do niższej wydajności, gorszej jakości powierzchni i większych kosztów procesu.

Dobór wyłącznie na podstawie materiału

Materiał obrabiany jest punktem wyjścia, ale nie powinien być jedynym kryterium. Po wyborze CBN lub diamentu należy dopasować pozostałe parametry ściernicy do aplikacji.

Znaczenie mają między innymi:

• rodzaj operacji,
• wymagane wykończenie powierzchni,
• naddatek materiału,
• moc i sztywność szlifierki,
• chłodzenie,
• mocowanie,
• geometria narzędzia,
• oczekiwana trwałość ściernicy.

Ta sama ściernica może pracować bardzo dobrze w jednej operacji i źle w innej, mimo że materiał obrabiany jest ten sam.

Pomijanie mocowania ściernicy

Nawet najlepiej dobrana ściernica nie będzie pracować prawidłowo, jeżeli układ mocowania jest niestabilny. Bicie, niewłaściwe wyważenie lub niedokładne osadzenie ściernicy mogą powodować problemy z jakością powierzchni, trwałością narzędzia i bezpieczeństwem procesu.

W praktyce należy zwracać uwagę na:

• dokładność adaptera,
• bicie promieniowe i osiowe,
• jakość powierzchni mocujących,
• wyważenie zespołu,
• stan wrzeciona,
• prawidłowe dokręcenie elementów mocujących.

W aplikacjach narzędziowych istotne znaczenie mają także adaptery, systemy mocowania oraz kontrola bicia całego zespołu ściernica — adapter — wrzeciono.

Jak wygląda dobór ściernicy w praktyce?

Dobór ściernicy powinien być procesem technologicznym, a nie wyborem wyłącznie z katalogu. Prawidłowa procedura pozwala ograniczyć ryzyko błędów i szybciej dobrać rozwiązanie do konkretnej aplikacji.

10 kroków doboru ściernicy

1. Określ materiał obrabiany

Najpierw należy ustalić, czy materiał jest stalą, HSS, HSS-Co, stalą hartowaną, węglikiem spiekanym, ceramiką czy materiałem nieżelaznym.

To decyduje o pierwszym wyborze:

• stal, HSS, HSS-Co, stal hartowana — CBN,
• węglik, VHM, ceramika, grafit, szkło — diament.

2. Określ typ operacji

Inna ściernica może być potrzebna do szlifowania zgrubnego, a inna do wykańczania. Inne wymagania ma rowek frezu, inne ostrze czołowe, a jeszcze inne regeneracja narzędzia.

3. Ustal wymagania jakościowe

Należy określić wymaganą jakość powierzchni, dokładność profilu, dopuszczalne odchyłki i wymagania dotyczące krawędzi skrawającej.

4. Sprawdź naddatek materiału

Duży naddatek wymaga innego podejścia niż lekka operacja wykańczająca. Przy dużym usuwaniu materiału ważna jest wydajność i odprowadzanie ciepła. Przy wykańczaniu większe znaczenie ma jakość powierzchni i stabilność profilu.

5. Dobierz spoiwo

Spoiwo musi być dopasowane do materiału, operacji, chłodzenia i oczekiwanej trwałości ściernicy. Nie należy traktować spoiwa jako parametru drugorzędnego.

6. Dobierz granulację

Granulacja powinna odpowiadać wymaganej wydajności i jakości powierzchni. Zbyt grube ziarno może pogorszyć wykończenie, a zbyt drobne może ograniczyć wydajność i zwiększyć temperaturę procesu.

7. Dobierz koncentrację

Koncentracja wpływa na ilość aktywnego ziarna, trwałość ściernicy i siły szlifowania. Powinna być dobrana do rodzaju pracy, a nie wybierana automatycznie.

8. Sprawdź geometrię ściernicy

Kształt ściernicy musi odpowiadać geometrii obrabianego narzędzia lub elementu. W przypadku frezów i wierteł ma to bezpośredni wpływ na profil rowka, kąt ostrza i jakość krawędzi.

9. Zweryfikuj mocowanie i wyważenie

Przed uruchomieniem procesu należy sprawdzić adapter, bicie i wyważenie. Problemy z mocowaniem często są mylone z problemami samej ściernicy.

10. Przetestuj i skoryguj parametry

Ostateczny dobór zawsze powinien być zweryfikowany w procesie. Po próbie należy ocenić jakość powierzchni, zużycie ściernicy, temperaturę, stabilność wymiarową i trwałość narzędzia.

Szlifowanie narzędzia skrawającego na szlifierce CNC

Najczęściej zadawane pytania technologów

Czy CBN jest twardszy od diamentu?

Nie. Diament jest twardszy od CBN. Nie oznacza to jednak, że diament jest lepszy w każdej aplikacji.

CBN jest właściwym wyborem do stali, stali hartowanych, HSS i HSS-Co, ponieważ lepiej zachowuje się chemicznie i termicznie w kontakcie z materiałami żelaznymi. Diament jest twardszy, ale przy obróbce stali zwykle nie jest optymalnym rozwiązaniem.

Najprościej: diament jest twardszy, ale CBN jest lepszy do stali.

Jaką ściernicę wybrać do HSS?

Do HSS należy wybrać ściernicę CBN.

HSS, czyli stal szybkotnąca, jest materiałem żelaznym. Z tego powodu właściwym ziarnem ściernym jest CBN, a nie diament. Ściernice CBN stosuje się przy produkcji i ostrzeniu frezów HSS, wierteł HSS, gwintowników oraz innych narzędzi ze stali szybkotnącej.

Przy doborze ściernicy do HSS należy uwzględnić również granulację, spoiwo, koncentrację i rodzaj operacji.

Jaką ściernicę wybrać do HSS-Co?

Do HSS-Co również należy wybrać ściernicę CBN.

HSS-Co to stal szybkotnąca z dodatkiem kobaltu. Pomimo wyższej odporności cieplnej i innych właściwości użytkowych nadal jest to materiał stalowy, dlatego w typowych aplikacjach szlifierskich stosuje się CBN.

Ściernica CBN sprawdzi się przy produkcji i regeneracji narzędzi HSS-Co, w tym frezów, wierteł i narzędzi specjalnych.

Jaką ściernicę wybrać do frezów VHM?

Do frezów VHM należy wybrać ściernicę diamentową.

Frez VHM jest wykonany z węglika spiekanego, a do węglika najlepszym wyborem jest diament. Ściernice diamentowe stosuje się przy produkcji rowków, ostrzy, czoła i faz frezów pełnowęglikowych.

W doborze ściernicy do frezów VHM należy uwzględnić średnicę frezu, liczbę ostrzy, geometrię rowka, typ operacji, wymaganą jakość powierzchni oraz parametry szlifierki.

Jaką ściernicę wybrać do węglika spiekanego?

Do węglika spiekanego należy wybrać ściernicę diamentową.

Diament jest podstawowym materiałem ściernym do obróbki węglika. Zapewnia wysoką wydajność, dobrą jakość powierzchni i skuteczne kształtowanie bardzo twardych materiałów.

CBN nie jest optymalnym wyborem do węglika spiekanego. W przypadku narzędzi pełnowęglikowych, płytek węglikowych i elementów z węglika standardowym rozwiązaniem jest ściernica diamentowa.

Czy można szlifować stal ściernicą diamentową?

Technicznie w niektórych szczególnych przypadkach może być to możliwe, ale w typowej praktyce technologicznej nie jest to zalecane.

Do stali, stali hartowanych, HSS i HSS-Co należy stosować CBN. Diament przy obróbce materiałów żelaznych może zużywać się szybciej i pracować mniej stabilnie. Problem wynika z niekorzystnego zachowania diamentu w kontakcie z żelazem w wysokiej temperaturze.

Dlatego dla stali właściwym wyborem jest ściernica CBN.

Jak dobrać granulację ściernicy?

Granulację dobiera się do rodzaju operacji, oczekiwanej jakości powierzchni i ilości usuwanego materiału.

W uproszczeniu:

• grubsza granulacja zwiększa wydajność usuwania materiału,
• drobniejsza granulacja poprawia jakość powierzchni,
• zbyt drobne ziarno może zwiększyć temperaturę procesu,
• zbyt grube ziarno może pogorszyć jakość krawędzi lub powierzchni.

Przy produkcji narzędzi często stosuje się inną granulację do operacji zgrubnych i inną do operacji wykańczających.

Jak dobrać spoiwo ściernicy?

Spoiwo dobiera się do materiału obrabianego, rodzaju operacji, chłodzenia, wymaganej trwałości i parametrów szlifowania.

Nie ma jednego uniwersalnego spoiwa do wszystkich aplikacji. Spoiwo żywiczne, metalowe, ceramiczne i galwaniczne mają różne właściwości i zachowują się inaczej w procesie.

Przy doborze spoiwa warto określić:

• czy operacja jest zgrubna, czy wykańczająca,
• jaka jest wymagana jakość powierzchni,
• jak duży jest naddatek,
• jakie jest chłodzenie,
• jaka jest sztywność szlifierki,
• czy ściernica ma być łatwa do ostrzenia,
• jaka trwałość ściernicy jest oczekiwana.

Jak dobrać koncentrację ściernicy?

Koncentrację dobiera się do obciążenia ściernicy, rodzaju materiału i oczekiwanej trwałości procesu.

Wyższa koncentracja oznacza większą ilość ziarna ściernego w warstwie roboczej, ale nie zawsze oznacza lepszy efekt. Zbyt wysoka koncentracja może zwiększać siły szlifowania i pogarszać samooczyszczanie się ściernicy. Zbyt niska koncentracja może prowadzić do szybszego zużycia.

Koncentrację należy dobierać razem z granulacją, spoiwem i parametrami procesu.

Jak zwiększyć trwałość ściernicy?

Trwałość ściernicy można zwiększyć przez prawidłowy dobór ziarna, spoiwa, granulacji, koncentracji oraz parametrów szlifowania.

Najważniejsze działania to:

• stosowanie CBN do stali i diamentu do węglika,
• właściwe chłodzenie strefy szlifowania,
• kontrola bicia i wyważenia ściernicy,
• prawidłowy dobór parametrów posuwu i prędkości,
• unikanie przeciążania ściernicy,
• stosowanie odpowiedniego spoiwa,
• regularna kontrola stanu ściernicy,
• dopasowanie geometrii ściernicy do operacji.

W wielu przypadkach problemy z trwałością ściernicy nie wynikają z samego ziarna, ale z nieprawidłowego mocowania, parametrów pracy lub chłodzenia.

Podsumowanie

Wybór między CBN a diamentem zależy przede wszystkim od materiału obrabianego.

Do stali, stali hartowanych, HSS, HSS-Co i stali narzędziowych należy stosować ściernice CBN. Do węglika spiekanego, frezów VHM, wierteł VHM, ceramiki technicznej i materiałów nieżelaznych należy stosować ściernice diamentowe.

Najczęstszy błąd polega na traktowaniu diamentu jako rozwiązania uniwersalnego. Diament jest najtwardszym materiałem ściernym, ale nie jest najlepszym wyborem do stali. W aplikacjach stalowych znacznie lepiej sprawdza się CBN.

Prawidłowy dobór ściernicy powinien uwzględniać nie tylko ziarno, ale również spoiwo, granulację, koncentrację, geometrię, chłodzenie, mocowanie i parametry procesu. Dopiero połączenie tych elementów pozwala uzyskać stabilny, wydajny i ekonomiczny proces szlifowania.

Tematy, które rozwiniemy w kolejnych poradnikach

W kolejnych poradnikach rozwiniemy szczegółowo tematy związane z doborem ściernic do konkretnych aplikacji:

- jak dobrać ściernicę diamentową do produkcji frezów VHM,
- jak dobrać ściernicę do HSS i HSS-Co,
- jak dobrać granulację ściernicy,
- jak dobrać spoiwo ściernicy,
- jak zwiększyć trwałość ściernicy,
- najczęstsze błędy podczas szlifowania narzędzi pełnowęglikowych.

Potrzebujesz pomocy w doborze ściernicy?

Dobór ściernicy zależy nie tylko od materiału obrabianego, ale również od rodzaju operacji, geometrii narzędzia, parametrów procesu, chłodzenia, mocowania i typu szlifierki.

Potrzebujesz pomocy w doborze ściernicy CBN lub diamentowej? Skontaktuj się z nami — pomożemy dobrać rozwiązanie do materiału obrabianego, rodzaju narzędzia, geometrii ściernicy i parametrów procesu.

Opracowanie i konsultacja technologiczna:

Artur Łukaszewicz, Tradensa Sp. z o.o.

E-mail: artur.lukaszewicz@tradensa.pl
Telefon: +48 733 003 535