Алмазный круг для пресс-форм и штампов: стали и CBN

Шлифовальные круги CBN чашечной и прямой формы
Для закалённой штамповой и пресс-форменной стали правильный выбор — круги CBN, подобные этим.

Краткий ответ: Пресс-формам и штампам нужны оба абразива: CBN для закалённых штамповых сталей (чёрные металлы) и алмаз для твердосплавных или твёрдых вставок, а также для тонкой отделки не содержащих железо элементов. Финишную зернистость выбирают по качеству поверхности при малом усилии.

См. также: Алмаз или CBN: какой абразив? · Алмазный круг для шлифования твердого сплава · Алмазный шлифовальный круг на смоляной связке.

Два материала, два абразива

Пресс-форма или штамп обычно сочетает материалы: закалённый корпус из штамповой стали (чёрный металл) и, возможно, твердосплавные или твёрдые вставки. Действует правило абразивов: CBN для стали и алмаз для твердого сплава, керамики и других твёрдых не содержащих железо элементов. Применение алмаза по штамповой стали вызвало бы быстрое аномальное изнашивание круга.

Выбор зернистости и связки

ЭлементАбразив / связкаЗернистостьПримечание
Закалённая штамповая стальCBN (смоляная/металлическая)B91–B181Не применять алмаз
Твердосплавные вставкиАлмаз (смоляная)D64–D126Тонкая отделка, холодное резание
Мелкая деталь / рёбраАлмаз (смоляная/металлическая)D30–D91Точность профиля
Подготовка к полировкеАлмаз / керамическаяD15–D46Поверхность с малой повреждаемостью

Зернистость CBN следует аналогичной шкале FEPA B; держите CBN для стали, а алмаз — для не содержащих железо элементов.

Защита полировки и профиля

  • Мелкое зерно и малое усилие для финишного прохода.
  • Обильная СОЖ или чистое масло для контроля нагрева.
  • Держите круг острым, чтобы не полировать поверхность трением.
  • Соблюдайте границу абразивов — CBN по стали, алмаз по остальному.
  • Согласуйте зерно со спецификацией полировки; крупное зерно оставляет более глубокие царапины.

Где применяется?

  • Литьевые формы для пластмасс и выдувные пресс-формы.
  • Штампы для ковки и штамповки.
  • Твердосплавные и твёрдосплавные вставки.
  • Пресс-формы и стержни для литья под давлением.

Какую спецификацию выбрать?

ПараметрТипичное значение
Штамповая сталь (чёрный металл)CBN, НЕ алмаз
Твердосплавные вставкиАлмаз, D64–D126, смоляная
Мелкая детальАлмаз, D30–D91
Подготовка к полировкеАлмаз/керамическая, D15–D46
СОЖОбильная СОЖ / чистое масло
ПриоритетКачество поверхности, точность профиля

Никогда не применяйте алмаз по штамповой стали из чёрных металлов; там переходите на CBN.

Согласование абразива с полостью

Цех пресс-форм и штампов обычно шлифует две совершенно разные вещи: закалённую инструментальную сталь, которой нужен CBN, и твердосплавные или PCD вставки, которым нужен алмаз. Неверный выбор — самая распространённая и дорогая ошибка в цехе, потому что алмаз растворяется в горячей стали, и круг перестаёт резать за считанные минуты.

Внутри каждого семейства цель одна: держать профиль, избегать дробления и оставить поверхность, которую можно отполировать без деформации. Для этого нужны жёсткая оснастка, круг, остающийся открытым, и припуск на отделку, который действительно снимается.

Как настроить операцию?

  1. Определите заготовку. Закалённая сталь → CBN. Твердый сплав, PCD, керамика → алмаз. Никогда не применяйте алмаз по стали.
  2. Проверьте твёрдость и припуск. Знайте твёрдость и состояние термообработки; незакалённый штамп засалит твёрдый круг.
  3. Закрепляйте жёстко. Глубокие полости усиливают любое биение; проверьте биение круга и поддерживайте деталь близко к зоне резания.
  4. Шлифуйте лёгкими проходами. Малая глубина за проход при равномерной подаче избегает дробления на тонких стенках и рёбрах.
  5. Оставляйте припуск на полировку. Обычно 0,03–0,08 мм, снимаемых более тонким кругом или вручную.
  6. Защищайте поверхность. Накрывайте готовую полость; уроненный инструмент стоит дороже круга.

Как устранить типичные проблемы?

СимптомВероятная причинаЧто изменить
Круг перестал резать по сталиАлмаз применён по заготовке из чёрного металлаНемедленно перейдите на CBN; правьте круг
Дробление на глубокой стенкеНизкая жёсткость или слишком большой контакт кругаПоддержите деталь, уменьшите глубину, используйте меньший круг
Прижоги на штампеНагрев от засаленного круга или сухого проходаПравьте, увеличьте подачу СОЖ, снизьте скорость
Уход профиляИзнос связки или круг не выправленПравьте заново, проверьте связку и концентрацию
Полировка выявляет царапиныСлишком крупный финишный кругДобавьте более тонкий шаг перед полировкой

Правило чёрных и не содержащих железо материалов определяет абразив; всё остальное — настройка.

Что включить в RFQ?

  • Заготовка: марка и твёрдость стали либо тип вставки из твердого сплава или PCD.
  • Элемент: полость, ребро, кромка или гнездо вставки, с допуском.
  • Круг: CBN или алмаз, связка, зернистость и профиль.
  • Станок: скорость шпинделя, жёсткость и СОЖ.
  • Отделка: припуск на полировку и требования к конечной поверхности.
  • Объём: штампов или вставок в месяц и текущий уровень переделок.

Посмотрите подходящие Алмазные & CBN шлифовальные круги для этой задачи.

В штамповой работе круг — малая статья затрат по сравнению с забракованной полостью. Выбирайте абразив по заготовке, а оставшиеся усилия тратьте на жёсткость и СОЖ — именно оттуда берётся качество поверхности.

Подтаблица 1 — по семействам материалов

МатериалТиповая операцияРекомендуемая связкаЗернистость (FEPA D)КонцентрацияТипичная Ra
Твёрдый сплав (WC-Co)Заточка режущего инструментаСмоляная / металлическаяD91–D181100–150%0.1–0.4 µm
PCD / PCBNПодготовка кромки, периферийное шлифованиеМеталлическая / керамическаяD46–D91125–150%0.05–0.2 µm
Техническая керамика (Al₂O₃, ZrO₂, Si₃N₄)Плоское / профильноеКерамическая / смолянаяD64–D15175–125%0.2–0.6 µm
Оптическое и листовое стекло, кварцКромка, фаска, ЧПУМеталлическая / смолянаяD64–D12675–125%0.05–0.3 µm
Полупроводники (Si, SiC, сапфир)Шлифование обратной стороны, резка пластинГальваническая / смолянаяD126–D400+100–200%<0.02 µm (тонкая отделка)
Феррит / магнитомягкие материалыПлоское / профильноеСмоляная / металлическаяD91–D181100–150%0.2–0.8 µm
Графит / углеродПрофильное шлифование / отрезкаГальваническая / металлическаяD181–D30175–125%—
CFRP / композитыОтрезка, пазованиеГальваническаяD252–D400——
Газотермические покрытияШлифование, полированиеСмоляная / металлическаяD126–D25275–100%0.1–0.4 µm
Камень / искусственный кварцКромка, калибровкаМеталлическая / гальваническаяD181–D400——
Диоксид циркония (стоматология / медицина)Отделка, полированиеСмоляная / керамическаяD46–D12675–100%0.1–0.3 µm
Сталь / чугун (чёрные металлы)—Не алмаз — используйте CBN———

Ориентировочные значения для планирования; окончательные зернистость, концентрацию и связку подтвердите пробным шлифованием на вашем станке.

Границы применимости — когда не используют алмаз

Алмаз — самый твёрдый абразив, и он подходит для твёрдых, хрупких, не содержащих железа материалов: твёрдого сплава, керамики, стекла, кремния, сапфира, феррита, графита и композитов. Его нельзя применять для чёрных металлов — стали, чугуна и их сплавов, — поскольку углерод алмаза реагирует с железом при температурах шлифования (примерно выше 700 °C / 1300 °F). Это химическое сродство вызывает быстрое аномальное изнашивание алмаза (графитизацию) и разрушает круг. Для стали, закалённой стали, чугуна и других заготовок из чёрных металлов используйте вместо него CBN (кубический нитрид бора).

Что самое важное?

Как быстро подобрать круг?

Нужна индивидуальная спецификация? Пришлите чертёж или маркировку вашего круга — мы подберём алмазный круг под ваш материал, станок и требуемую шероховатость и рассчитаем стоимость. Возможны OEM, изготовление на заказ и Private Label.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли шлифовать штамп алмазным кругом?

Только не содержащие железо элементы. Алмаз подходит для твердосплавных вставок и твёрдых не содержащих железо элементов, но закалённая штамповая сталь относится к чёрным металлам и должна шлифоваться CBN.

Почему нельзя алмаз по штамповой стали?

Потому что углерод алмаза реагирует с железом при температурах шлифования, вызывая быстрое изнашивание круга. CBN — правильный абразив для стали.

Какая зернистость отделывает пресс-форму?

D64-D126 на мелкозернистой смоляной связке для твердосплавных элементов, до D30-D91 для деталей и D15-D46 для подготовки к полировке.

Что лучше для пресс-форм — CBN или алмаз?

Зависит от элемента: CBN для закалённой стали, алмаз для твердого сплава, керамики и твёрдых не содержащих железо элементов. Цех пресс-форм обычно держит оба.

Как избежать прижога поверхности штампа?

Используйте обильную СОЖ или чистое масло, малое врезание и острый круг; затупленный круг полирует поверхность трением и перегревает её.

Что если в пресс-форме сочетаются сталь и твердый сплав?

Применяйте правильный абразив для каждого элемента — CBN для стали, алмаз для твердосплавных вставок и мелких не содержащих железо деталей.

Какие стандарты применяются?

Стандарты, упомянутые в этом руководстве: