Jaký je rozdíl mezi diamantovými frézami a frézami z wolframové oceli?

V oblasti mechanického obrábění jsou frézy klíčovými řeznými nástroji, jejichž výkon přímo ovlivňuje efektivitu obrábění a kvalitu obrobku. Diamantové frézy a frézy z wolframové oceli jsou dva běžné typy fréz, které se výrazně liší materiálem, tvrdostí, rozsahem použití a účinky obrábění. Znáte tedy rozdíly mezi těmito dvěma? Následuje vysvětlení od Zhongye Da.

1. Materiál

Diamantová fréza

Diamant je alotropní forma uhlíku a je nejtvrdším materiálem, který se v přírodě nachází. Diamantové frézy jsou obvykle založeny na ultrajemnozrnné tvrdé slitině a povrch může být nanášen pomocí nově vyvinuté technologie ultrajemného krystalického diamantového povlaku nebo diamantového filmu syntetizovaného na heterogenním substrátu chemickým nanášením z plynné fáze (CVD).

‌Fréza z wolframové oceli‌

Wolframová ocel, známá také jako tvrdá slitina, je vyrobena z karbidu kovu, karbidu wolframu, karbidu titanu a kovového pojiva na bázi kobaltu procesem práškové metalurgie.

2. Výkonnostní charakteristiky

Diamantové frézy mají vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Při obrábění vysoce tvrdých materiálů je jejich životnost 10 až 100krát delší než u nástrojů ze slinutého karbidu a může být dokonce i několik setkrát delší. Koeficient tření u některých neželezných kovů je nižší než u jiných nástrojů a během obrábění dochází k malé deformaci, což může snížit řeznou sílu. Navíc lze břit brousit na extrémně ostrou hranu, přičemž poloměr břitu u nástrojů z přírodního monokrystalického diamantu dosahuje 0,002 μm, což umožňuje ultratenké řezání a ultrapřesné obrábění. Mají vysokou tepelnou vodivost a tepelnou difuzivitu, což umožňuje snadné odvádění řezného tepla, což vede k nižším teplotám v řezné části nástroje. Koeficient tepelné roztažnosti je několikanásobně menší než u slinutého karbidu a změna velikosti nástroje způsobená řezným teplem je velmi malá, takže je vhodný pro přesné a ultra přesné obrábění s vysokými požadavky na rozměrovou přesnost.

Co se týče tvrdosti, frézy z wolframové oceli mají tvrdost dle Vickerse 10K, druhou nejvýše po diamantech, a vyznačují se odolností proti opotřebení, křehkostí, tvrdostí a odolností proti žíhání. Co se týče výkonu povlaku, jeho vysoká tvrdost a vysoká oxidační teplotní odolnost jsou klíčové pro jeho vysokou teplotní a tepelnou odolnost, což výrazně zlepšuje odolnost nástroje proti opotřebení. Co se týče upínacího výkonu, v současné době se široce používají držáky nástrojů s tepelnou roztažností. Díky své silné upínací síle a odolnosti vůči vibracím jsou vhodné pro hrubé obrábění a mohou zajistit stabilní obrábění s frézami z wolframové oceli, které jsou náchylné k vylamování.

3. Použitelné obráběcí materiály

Diamantové nástroje se používají především pro vysokorychlostní přesné řezání a vyvrtávání neželezných kovů a nekovových materiálů. Jsou vhodné pro obrábění různých otěruvzdorných nekovových materiálů, jako jsou polotovary ze skelných vláken z práškové metalurgie, keramické materiály a různé otěruvzdorné neželezné kovy, jako jsou různé slitiny křemíku a hliníku; a také pro dokončovací operace na neželezných kovech. Nejsou však vhodné pro obrábění černých kovů, protože diamant snadno reaguje s atomy železa při vysokých teplotách, což způsobuje transformaci atomů uhlíku do grafitové struktury, což může nástroj vážně poškodit.  Nástroje z wolframové oceli se používají především v CNC obráběcích centrech a CNC gravírovacích strojích a lze je také namontovat na konvenční frézky pro zpracování některých tvrdých, ale nekomplexních tepelně zpracovaných materiálů, jako jsou hliník, ocel a výrobky z nerezové oceli.  

4. Cena a náklady

Přírodní diamant je drahý. Ačkoli polykrystalický diamant (PCD) má bohaté zdroje surovin a jeho cena je jen zlomkem ceny přírodního diamantu, celkové náklady zůstávají relativně vysoké. Použití diamantových nástrojů CVD je v současné době omezené kvůli nízké houževnatosti CVD materiálů a jejich náklady také nejsou nízké. Wolframové frézy jsou relativně cenově dostupné, mají vysoký poměr ceny a výkonu a jsou na trhu široce používány.Z výše uvedeného úvodu vidíme, že diamantové frézy a wolframové frézy jsou dva důležité řezné nástroje, z nichž každý má své jedinečné výhody a rozsah použití. Pochopení těchto rozdílů a rozumné volby mohou nejen zlepšit efektivitu zpracování, ale také optimalizovat náklady, a tím dosáhnout dobrých výsledků zpracování.Doufáme, že diskuse v tomto článku vám pomůže moudře se rozhodnout mezi diamantovými frézami a wolframovými frézami, abyste zajistili úspěšné plnění vašich úkolů zpracování.