Diament czy CBN: które ścierniwo?

Trzy ściernice CBN z różnymi spoiwami
Ściernice CBN są alternatywą, gdy przedmiotem obrabianym jest stal lub żeliwo.

Szybka odpowiedź: Wybierz diament do twardych, kruchych materiałów nieżelaznych (węglik, ceramika, szkło, krzem, ferryt, kompozyty). Wybierz CBN do materiałów żelaznych (stal, żeliwo, stal hartowana). Zasada jest chemiczna: węgiel zawarty w diamencie reaguje z żelazem w temperaturze szlifowania, więc diament zużywa się na stali nieprawidłowo.

Powiązane lektury: Ściernica diamentowa do szlifowania form & matryc · Ściernica diamentowa do szlifowania węglika · Słownik ściernic diamentowych.

Jedna zasada, która to rozstrzyga

Wybór między diamentem a CBN prawie zawsze rozstrzyga to, czy przedmiot obrabiany zawiera żelazo. Diament jest najtwardszym ścierniwem i wygrywa na twardych materiałach nieżelaznych, ale w temperaturach szlifowania jego węgiel reaguje z żelazem — dlatego zawodzi na stali i żeliwie. CBN jest prawie tak twardy jak diament, jest chemicznie stabilny wobec żelaza i jest właściwym ścierniwem do prac żelaznych.

Zasada granicy

Diament do nieżelaznych (węglik, ceramika, szkło, krzem, ferryt, grafit, kompozyty); CBN do żelaznych (stal, żeliwo, stal hartowana). Nigdy nie szlifuj stali diamentem.

Porównanie obok siebie

WłaściwośćDiamentCBN
TwardośćNajtwardszy (~10 Mohs)Bardzo twardy (~9,5 Mohs), ustępuje tylko diamentowi
Najlepsze materiałyWęglik, ceramika, szkło, krzem, szafir, ferryt, kompozytyStal, żeliwo, stal hartowana, nadstopy
W kontakcie z żelazemReaguje; szybkie nieprawidłowe zużycieChemicznie stabilny; właściwy wybór
Stabilność termicznaNiższa (grafityzuje w wysokiej temperaturze w powietrzu)Wyższa; znosi wyższe temperatury
Typowe spoiwoŻywiczne, metalowe, ceramiczne, galwaniczneŻywiczne, ceramiczne, metalowe, galwaniczne
Typowe zastosowanieSzlifowanie narzędzi, wafery, optyka, ceramika, kamieńSzlifowanie walcowe, wewnętrzne i powierzchniowe stali

Materiał decyduje o ścierniwie; wszystko inne to specyfikacja.

Gdzie stosuje się każde ścierniwo

ZastosowanieDiamentCBN
Narzędzia z węglika spiekanegoTakNie (użyj diamentu)
Stal hartowana / narzędzia HSSNieTak
Ceramika & szkłoTakRzadko
Wafery krzemowe / szafiroweTakNie
Ferryt / rdzenie magnetyczneTakNie
ŻeliwoNieTak
Nadstopy (Ni/Co)CzasamiTak
Kompozyty / grafitTakNie
Kamień / kwarcTakNie

Nadstopy to przypadek zniuansowany; przeprowadź próbę i skonsultuj się z producentem ściernicy.

Części z mieszanych materiałów

Wiele rzeczywistych części łączy materiały — stalowy chwyt z końcówką z węglika albo formę ze stalowymi i węglikowymi wkładkami. Nie ma jednej ściernicy do obu: stosuj CBN do cech żelaznych, a diament do cech nieżelaznych albo wybierz ścierniwo do cechy dominującej w operacji. Przykład obliczeniowy znajdziesz w przewodniku po formach i matrycach.

Tabela 2 — według procesu szlifowania

ProcesTypowe spoiwoZiarno (FEPA D)KoncentracjaTypowe kształtyUwagi
Szlifowanie narzędzi & frezów (rowki wiórowe, wcięcia)Żywiczne / metaloweD91–D181100–150%11V9, 12V9, 1A1Chłodne skrawanie chroni krawędzie z węglika
Szlifowanie powierzchniowe / płaskieŻywiczne / ceramiczneD64–D15175–125%1A1, 6A2Równowaga między wykończeniem a ubytkiem
Zewnętrzne walcoweMetalowe / ceramiczneD91–D181100–150%1A1, 1F1Równomierne pokrycie chłodziwem
Wewnętrzne / otworyŻywiczne / metaloweD46–D12675–125%ściernica kubkowa, ściernice trzpienioweMałe ściernice, duża prędkość
Kształt / profil / creep-feedMetalowe / ceramiczneD64–D151100–150%6A2, 11V9, 12V9Zachowanie profilu jest krytyczne
BezcentroweMetalowe / żywiczneD91–D181100–150%1A1, 6A2Duża seria, ciasna okrągłość
Szlifowanie tylnej strony / pocienianie waferówGalwaniczne / żywiczneD126–D400+100–200%Ściernica kubkowa, 1A1Ultradrobne wykończenie, minimalne uszkodzenia
Krawędź / fazowanie / CNC szkłaMetalowe / żywiczneD64–D12675–125%1A1, 1F1, 12A2Zapobieganie wykruszaniu krawędzi
Przecinanie / rowki / bruzdyGalwaniczne / metaloweD181–D400—1A1R, piłaCienkie ściernice, sztywne mocowanie
Obciąganie & wyrównywanie (innych ściernic)—D46–D181—Rysik, rolka, blokNarzędzia diamentowe, nie ściernice diamentowe

Sekwencja decyzyjna dla nowej pracy

  1. Zidentyfikuj przedmiot obrabiany. Stal lub żeliwo → CBN. Węglik, ceramika, szkło, kamień, PCD, grafit, kompozyty → diament.
  2. Sprawdź, czy materiały są mieszane. Stalowy korpus z wkładką z węglika wymaga dwóch operacji, a nie jednej ściernicy.
  3. Potwierdź chemię. Diament reaguje z żelazem w temperaturze szlifowania; CBN reaguje z niektórymi układami węglikowymi i ceramicznymi. Decyduje przedmiot obrabiany, a nie cena ściernicy.
  4. Dopasuj spoiwo do obciążenia. Żywica do wykończenia i chłodnego cięcia, metal do kształtu i trwałości, spoiwo ceramiczne do porowatości i ponownego profilowania.
  5. Ustaw ziarno od wykończenia. Następnie potwierdź, że szybkość ubytku jest osiągalna w czasie cyklu.
  6. Zweryfikuj próbą. Szlifnij reprezentatywną część i zmierz zużycie, wykończenie oraz jakość krawędzi.

Typowe błędy

BłądCo się dziejeWłaściwy wybór
Diament na stali hartowanejSzybkie zużycie chemiczne, ściernica przestaje ciąćCBN w tej samej rodzinie spoiw
CBN na węglikuSłaba ekonomika i przeciętne wykończenieDiament ze spoiwem żywicznym lub metalowym
Diament na kompozycie ze stalowym podłożemOdcinek stalowy niszczy ściernicęOsobne operacje, CBN do stali
CBN na nadstopie niklowymWykonalne, ale często nieoptymalneOceń gatunki ceramiczne lub CBN z dostawcą
Ta sama ściernica do zgrubnej i wykańczającej obróbkiKompromis w obuDwie specyfikacje lub dwuetapowa sekwencja ziaren

Zasada żelazna wyjaśnia większość awarii w tej tabeli.

Co powinno zawierać RFQ?

  • Przedmiot obrabiany: materiał, twardość i czy jest jednorodny.
  • Ścierniwo: diament lub CBN, z podaniem uzasadnienia.
  • Spoiwo i ziarno: dopasowane do operacji i wykończenia.
  • Maszyna: zakres prędkości, moc i chłodziwo.
  • Operacja: zgrubna, wykańczająca lub obie.
  • Docelowa trwałość: części na ściernicę lub na obciągnięcie.

Zobacz odpowiednie Ściernice diamentowe & CBN do tego zastosowania.

Jedna zasada, żadnych wyjątków

Diament nie może szlifować stali ani żeliwa. Do każdego przedmiotu żelaznego stosuj CBN.

Przejście istniejącego procesu z diamentu na CBN

Gdy zakład zastępuje ściernicę diamentową ściernicą CBN na stali hartowanej, wymiana ściernicy to tylko połowa zmiany. CBN zwykle wymaga nieco wyższej prędkości ściernicy, ostrzejszego obciągania i spoiwa dopasowanego do stali, a nie do węglika, który szlifowano wcześniej. Kopiowanie starych parametrów na nową ściernicę to najczęstsza przyczyna pozornej porażki zmiany.

Pierwszą partię wykonaj ze starym czasem cyklu, a następnie zmniejszaj głębokość na przejście i podnoś prędkość małymi krokami, obserwując przypalenia i zużycie ściernicy. Rejestruj obciążenie: CBN często pobiera więcej mocy przy tej samej szybkości ubytku, a maszyna, która dobrze radziła sobie z węglikiem, może osiągnąć granicę.

Granica zastosowań — kiedy nie stosować diamentu

Diament jest najtwardszym materiałem ściernym i właściwym wyborem do twardych, kruchych, nieżelaznych materiałów, takich jak węgliki spiekane, ceramika, szkło, krzem, szafir, ferryt, grafit i kompozyty. Nie wolno go stosować do metali żelaznych — stali, żeliwa i ich stopów — ponieważ węgiel zawarty w diamencie reaguje z żelazem w temperaturach szlifowania (około 700 °C / 1300 °F i powyżej). To powinowactwo chemiczne powoduje szybkie, nieprawidłowe zużycie diamentu (grafityzację) i niszczy ściernicę. Do stali, stali hartowanej, żeliwa i innych przedmiotów żelaznych należy zamiast tego stosować CBN (kubiczny azotek boru).

Jakie są kluczowe wnioski?

Jak szybko dobrać ściernicę?

Potrzebujesz indywidualnej specyfikacji? Prześlij rysunek lub aktualne oznaczenie ściernicy, a wycenimy ściernicę diamentową dopasowaną do Twojego materiału, maszyny i wymagań co do wykończenia — obsługujemy OEM, produkcję na zamówienie i markę własną.

Często zadawane pytania

Co jest lepsze: diament czy CBN?

Żadne nie jest uniwersalnie lepsze; wszystko zależy od przedmiotu obrabianego. Diament do twardych materiałów nieżelaznych, CBN do materiałów żelaznych, takich jak stal i żeliwo.

Czy diament może szlifować stal?

Nie. Węgiel zawarty w diamencie reaguje z żelazem w temperaturze szlifowania, powodując szybkie, nieprawidłowe zużycie. Do stali stosuj CBN.

Dlaczego do stali stosuje się CBN?

Ponieważ CBN jest chemicznie stabilny wobec żelaza, a przy tym prawie tak twardy jak diament, więc wydajnie szlifuje stal bez reakcji, która niszczy diament.

A co ze stalą hartowaną i HSS?

Stosuj CBN. Stale hartowane, stale narzędziowe i stal szybkotnąca są żelazne i stanowią zastosowanie CBN.

Które ścierniwo do nadstopów?

Często CBN, choć wybór zależy od stopu i procesu. Przeprowadź próbę i skonsultuj się z producentem ściernicy.

A co z częścią, która jest częściowo stalowa, a częściowo z węglika?

Stosuj właściwe ścierniwo do każdej cechy - CBN na stali i diament na węgliku - albo wybierz ścierniwo do operacji dominującej.

Jakie normy mają zastosowanie?

Normy przywołane w tym poradniku: