Ściernice diamentowe oraz CBN (z regularnego azotku boru) należą do najbardziej zaawansowanych narzędzi ściernych stosowanych w nowoczesnym przemyśle. Dzięki wyjątkowym właściwościom materiałów ściernych oraz precyzyjnie dobranym spoiwom umożliwiają one wydajne, dokładne i ekonomiczne szlifowanie nawet najtrudniejszych materiałów.
Czym są ściernice diamentowe?
Diament jest najtwardszym znanym materiałem ściernym. Ze względu na swoje właściwości chemiczne i mechaniczne doskonale nadaje się do obróbki materiałów bardzo twardych i kruchych, takich jak:
węgliki spiekane,
ceramika techniczna i tlenkowa,
szkło, kwarc, materiały ogniotrwałe,
krzem, ferryt, materiały półprzewodnikowe,
grafit, elektroda węglowa,
kamień naturalny i sztuczny,
tworzywa wzmacniane włóknem szklanym,
diament polikrystaliczny (PCD) oraz CBN polikrystaliczny (PCBN).
Ściernice diamentowe produkowane są z użyciem ziaren naturalnych lub syntetycznych, które mogą być metalizowane, niepowlekane, o kształcie regularnym lub nieregularnym – w zależności od wymagań aplikacji.
Czym jest CBN (regularny azotek boru)?
CBN to syntetyczny materiał ścierny o bardzo wysokiej odporności termicznej. W przeciwieństwie do diamentu nie reaguje chemicznie z żelazem, dlatego idealnie nadaje się do obróbki materiałów stalowych, takich jak:
stale hartowane i ulepszane cieplnie,
żeliwo,
stale narzędziowe (na zimno i na gorąco),
stale szybkotnące (HSS),
stale łożyskowe,
stellite.
Ściernice CBN są niezastąpione tam, gdzie wymagana jest wysoka stabilność procesu, długa żywotność narzędzia oraz powtarzalna jakość powierzchni.
Budowa ściernicy diamentowej i CBN
Każda ściernica składa się z kilku kluczowych elementów:
1. Kształt (forma)
Formy ściernic są zgodne z normą FEPA (np. 1A1, 11A2, 12V9), co ułatwia ich dobór do konkretnej maszyny i procesu. Dostępne są również formy specjalne, dopasowane do indywidualnych aplikacji.
2. Wymiary
Standardowo określane są:
D – średnica zewnętrzna,
W (T) – szerokość warstwy ściernej,
X – wysokość (grubość) warstwy ściernej,
H – średnica otworu.
Zaleca się stosowanie możliwie największej średnicy, o ile nie zostanie przekroczona dopuszczalna prędkość obwodowa.
3. Ziarnistość
Ziarnistość decyduje o:
wydajności skrawania,
jakości powierzchni,
trwałości ściernicy.
Grube ziarno zapewnia wysokie tempo usuwania materiału, natomiast drobne ziarno pozwala uzyskać bardzo niską chropowatość powierzchni. Dobór ziarnistości zawsze powinien uwzględniać wymagania dotyczące jakości wykończenia oraz stabilności procesu.
4. Koncentracja
Koncentracja określa ilość diamentu lub CBN w objętości warstwy roboczej.
Za wartość bazową przyjmuje się koncentrację 100, odpowiadającą 25% objętości warstwy ściernej (4,4 karata/cm³).
niska koncentracja → lepsze odprowadzanie wiórów,
wysoka koncentracja → dłuższa żywotność i większa odporność na zużycie.
Dobór koncentracji zależy m.in. od:
rodzaju spoiwa,
ziarnistości,
szerokości kontaktu ściernicy z materiałem,
rodzaju obrabianego materiału.
Spoiwa – klucz do efektywnego szlifowania
Ziarna diamentu lub CBN są łączone za pomocą odpowiedniego spoiwa, które decyduje o charakterystyce pracy ściernicy.
Spoiwo żywiczne (resinoidowe)
Najczęściej stosowane (ponad 50% aplikacji). Zapewnia:
wysoką wydajność skrawania,
niską temperaturę szlifowania,
krótkie czasy obróbki,
dobrą zdolność samoostrzenia.
Idealne do:
szlifowania narzędzi,
obróbki węglików spiekanych,
szlifowania kształtowego i wgłębnego,
procesów suchych i mokrych.
Spoiwo ceramiczne
Charakteryzuje się:
wysoką stabilnością kształtu,
dobrą odpornością cieplną,
możliwością precyzyjnego profilowania.
Stosowane głównie w procesach wymagających najwyższej dokładności geometrycznej.
Spoiwo metalowe
Zapewnia:
bardzo wysoką trwałość,
dużą odporność na zużycie,
stabilność przy dużych obciążeniach.
Wykorzystywane m.in. w szlifowaniu szkła, ceramiki oraz kamienia.
Jak dobrać odpowiednią ściernicę?
Prawidłowy dobór ściernicy diamentowej lub CBN powinien uwzględniać:
materiał obrabiany,
rodzaj operacji (szlifowanie płaskie, cylindryczne, profilowe, bezkłowe),
wymaganą chropowatość powierzchni,
warunki pracy (na sucho / na mokro),
parametry maszyny.
Dobrze dobrana ściernica to:
wyższa jakość detalu,
dłuższa żywotność narzędzia,
mniejsze zużycie energii,
stabilny i powtarzalny proces.
