Dlaczego ściernica z borazonu pracuje inaczej niż diamentowa przy stali hartowanej

Podczas obróbki stali hartowanej zwykła tarcza korundowa lub diamentowa bardzo szybko ulega przegrzaniu. Ostrzone narzędzie traci swoją pierwotną ostrość, a krawędź skrawająca zmienia barwę na fioletową lub niebieską. Wystąpienie takich przebarwień oznacza nieodwracalny spadek twardości materiału z powodu degradacji struktury martenzytycznej pod wpływem wysokiej temperatury. Standardowy dobór tarczy szlifierskiej nie rozwiązuje tego problemu, gdy warunki warsztatowe bezwzględnie wymagają chłodnego szlifowania twardych stopów żelaza. Świadomy wybór odpowiedniego materiału ściernego decyduje o zachowaniu fabrycznej geometrii i parametrów cięcia ostrzonych elementów roboczych.

Dlaczego borazon pracuje inaczej niż tarcza diamentowa?

Azotek boru o strukturze regularnej, powszechnie nazywany w przemyśle borazonem lub w skrócie CBN, stanowi drugi po diamencie najtwardszy materiał znany w technice obróbki skrawaniem. W kontakcie z obrabianą stalą zachowuje on pełną stabilność chemiczną w ekstremalnych temperaturach sięgających 1400–1600 stopni Celsjusza. Klasyczny diament przemysłowy zachowuje się w identycznych warunkach zupełnie inaczej. Ulega on niszczącej reakcji z żelazem już po przekroczeniu bariery 700 stopni Celsjusza. Zjawisko to przyspiesza proces katalitycznej grafityzacji, w którym twarda struktura krystaliczna węgla ulega mięknięciu, co prowadzi do gwałtownego stępienia tarczy. Z badań wynika, że tempo zużycia ziarna diamentowego na twardej stali bywa nawet dziesięć tysięcy razy wyższe niż podczas obróbki mosiądzu o zbliżonych parametrach mechanicznych.

Przy materiałach żelaznych, do których należy wysokogatunkowa stal hartowana oraz specjalistyczne narzędzia HSS, użycie tarczy diamentowej traci całkowicie technologiczny i ekonomiczny sens. Fizyczna reakcja chemiczna z węglem dosłownie rozpuszcza strukturę ziarna w trakcie pracy. W takich wymagających warunkach odpowiednio dobrana ściernica borazonowa utrzymuje stabilne właściwości skrawające przez bardzo długi czas. Zmniejsza to ryzyko termicznego uszkodzenia cienkiej obrabianej krawędzi i ułatwia warsztatom zachowanie nominalnych kątów natarcia narzędzia.

Rodzaj zastosowanego spoiwa bezpośrednio warunkuje agresywność pracy narzędzia i sposób odprowadzania ciepła ze strefy obróbki. Zastosowanie spoiwa żywicznego wymusza kontrolowane uwalnianie zużytych ziaren przed ich całkowitym stępieniem, co radykalnie obniża ilość generowanego ciepła tarcia. Renomowani producenci materiałów ściernych stosują dodatkowo specjalne wypełniacze przewodzące, najczęściej w postaci pyłu miedzianego lub aluminiowego. Zwiększają one fizyczną zdolność tarczy do sprawnego odprowadzania nagromadzonego ciepła do otoczenia maszyny. Narzędzia z warstwą CBN osadzoną na bazie żywicy sprawdzają się wprost idealnie przy precyzyjnym ostrzeniu delikatnych elementów ze stali stopowych, szybkotnących oraz matrycowych hartowanych powyżej 56 HRC.

Jak dopasować granulację i uniknąć przegrzania krawędzi?

Ostrzenie noży tokarskich, specjalistycznych frezów oraz przemysłowych pił taśmowych wymaga precyzyjnego dostosowania granulacji ziarna do konkretnego etapu obróbki ubytkowej. Ziarnistość na poziomie 120–180 ułatwia zbieranie większych naddatków materiału przy jednoczesnym zachowaniu zadowalającej wydajności szlifowania. Zmiana tarczy i przejście na drobniejszą granulację rzędu 180–320 zapewnia idealnie gładkie wykończenie powierzchni ostrza bez niebezpiecznego nagrzewania struktury stali. Ogromne znaczenie dla wydajności ma również sam profil narzędzia szlifierskiego. Kształt płaski, garnkowy lub stożkowy należy rygorystycznie dobrać do skomplikowanej geometrii obrabianego detalu, co zapewnia równomierny docisk i bezproblemowe usuwanie powstających wiórów z przestrzeni roboczej.

Nawet najdroższe materiały supertwarde ulegają błyskawicznej degradacji na skutek podstawowych błędów operatora maszyny. Zbyt mocny docisk tarczy roboczej do materiału drastycznie zwiększa tarcie i podnosi temperaturę lokalną poza bezpieczne granice. Z kolei za wysokie obroty wrzeciona prowadzą do szybkiego spalenia drogiego ziarna. Brak odpowiedniego chłodzenia, które najczęściej realizują oleje mineralne wzbogacone o dodatki zapobiegające zatarciom, przyspiesza termiczny rozkład lepiszcza żywicznego. Ciecze chłodzące muszą nie tylko odbierać ciepło, ale również wypłukiwać drobiny usuniętej stali, aby nie zatykały one porów ściernicy. Krytyczne dla bezpieczeństwa są również warunki magazynowania. Przechowywanie tarczy w temperaturze poniżej 5 stopni Celsjusza lub w bardzo wilgotnym otoczeniu wywołuje szkodliwe naprężenia wewnętrzne. W skrajnych przypadkach powoduje to niewidoczne gołym okiem mikropęknięcia żywicy, które mogą ostatecznie prowadzić do rozerwania narzędzia podczas pracy na wysokich obrotach.

Hurtownia TOLS dostarcza przemysłowi oraz rzemieślnikom tarcze CBN oraz zaawansowane narzędzia diamentowe przeznaczone do różnego rodzaju obróbki twardych metali. Jako wrocławski dystrybutor renomowanych marek Klingspor, PFERD, VSM i Norton, firma opiera dobór zaawansowanych materiałów ściernych na ponad dwudziestoletnim doświadczeniu doradczym. Właściwe zaopatrzenie parku maszynowego w odpowiedni rodzaj ziarna skrawającego zawsze wprost przekłada się na ostateczne koszty produkcji i wydłużoną trwałość narzędzi warsztatowych.

Zastosowanie technologii borazonowej przynosi bezdyskusyjne korzyści technologiczne i finansowe, gdy warsztat seryjnie przetwarza stale żelazne hartowane lub ostrzy drogie frezy HSS, które nie tolerują najmniejszego przegrzania. W przypadku maszynowej obróbki węglików spiekanych, twardej ceramiki inżynieryjnej oraz materiałów nieżelaznych znacznie lepsze i wydajniejsze pozostają tradycyjne narzędzia diamentowe. Z kolei przy obróbce miękkich stali konstrukcyjnych i pracach mocno zgrubnych wystarczające okazują się standardowe tarcze korundowe. Poprawna i przemyślana identyfikacja obrabianego materiału stanowi bazowy krok do bezproblemowego i skutecznego szlifowania.