Область применения марок твердых сплавов СМП для фрезерной обработки. Преимущества сплавов РИ. Формы фрезерных стружколомов

Правильный выбор твердого сплава (марки) и геометрии стружколома — ключевые факторы для достижения высокой производительности, качества обработки и длительного срока службы инструмента. Для фрезерных пластин немаловажную роль также играет форма режущей пластины и корпус, куда эти пластины будут установлены. Применение твердых сплавов во фрезерной обработке зависит от материала заготовки, условий резания, типа операции и требований к качеству поверхности.

Раздел 1: Классификация и марки твердых сплавов для фрезерной обработки

Области применения твердых сплавов по группам материалов ISO

Для удобства все обрабатываемые материалы разделены на группы по сходным свойствам. Материалы из одной группы обрабатываются сходным образом, и, как следствие, сплавы и геометрии режущих пластин оптимизированы для обработки определенной группы или групп материалов.

Группы P, M, K, N, S, H:

• P : Стали (нелегированные, низко- и высоколегированные).
• M: Нержавеющие стали.
• K : Чугуны.
• N : Цветные металлы (алюминий, медь и др.).
• S : Жаропрочные сплавы и сплавы на основе титана.
• H : Закаленные стали.

В каталоге твердые сплавы, марки, применение и рекомендуемые группы материалов связаны между собой через систему ISO, поэтому подобрать пластину можно не только по названию сплава, но и по типу обрабатываемого материала.

● - Рекомендуемое применение (первый выбор).

○ - Возможное применение (альтернативный вариант).

Рис.1. Пример обозначения рекомендации по выбору сплава в зависимости от группы обработки материала.

Обзор марок твердых сплавов

Сплавы для фрезерования подбирают с учетом баланса между износостойкостью, ударной вязкостью и стойкостью режущей кромки при выбранных режимах обработки.

Сплавы в каталоге РИ имеют специальное обозначение, которое позволяет определить:

1. 1. Основной обрабатываемый материал (P, M, K, N, S, H)
2. 2. Метод нанесения покрытия (P-PVD, C-CVD, N – без покрытия)
3. 3. Группа обрабатываемого материала ISO;

Пример: KP10

K- Чугуны

P- PVD покрытие

10 – Группа обрабатываемого материала - K10.

Основные PVD-марки для сталей (группа P)

• PP15A (P05–20): Предназначен для чистовой обработки легированных сталей. Обеспечивает высокое качество поверхности (шероховатость) за счет острой кромки и малого радиуса при вершине.
• PP20, PP30 (P10–30 и P25–35): «Рабочие лошадки» механического цеха. Сочетают прочность и умеренную износостойкость. Марка PP30C отличается повышенной ударной вязкостью — идеальна для фрезерования с прерывистым резанием и наличием корки на заготовке.
• PP25CT, PP30CT (P15–40): Инновационные марки с наноразмерным покрытием TiAlN + TiN. Ключевое преимущество — высокая термостойкость. Допускают увеличение скорости резания на 15–20% по сравнению с обычными PVD-сплавами без потери стойкости. Рекомендованы для современного высокоскоростного фрезерования.

PVD-марки для нержавеющих сталей (группа M) и жаропрочных сплавов (S)

Это самая сложная группа материалов. Здесь на первый план выходит не только твердость, но и адгезионная стойкость (способность не «схватываться» с материалом заготовки).

• MP15, MP20, MP30 — специализированные сплавы. В их структуру добавлены мелкозернистые карбиды, что повышает прочность режущей кромки. Марка MP20CT и MP30CT показывают наилучшие результаты при обработке аустенитных нержавеющих сталей (AISI 304, 316), где критично образование наростов на кромке.
• SP25 (P15–35, M15–35, S15–35) — универсальный «тяжеловес». Отличается низким коэффициентом трения и используется для получистовой обработки как сталей, так и сложных жаропрочных никелевых сплавов (Инконель, Хастеллой).

PVD-марки для чугунов (группа K)

• KP30A (K25–40) — универсальный сплав. Чугун — материал абразивный, поэтому здесь важна сопротивляемость износу по задней поверхности. Данная марка также хорошо работает по литейным коркам, так как имеет запас прочности.
• KP20CT, KP25CT — сплавы с улучшенной стойкостью к высокотемпературному окислению, что особенно актуально при обработке высокопрочных чугунов (с шаровидным графитом) на повышенных режимах

Сплавы с CVD-покрытием (Chemical Vapor Deposition)

В отличие от PVD, CVD-покрытие наносится при высоких температурах (около 1000 °C). Это создает более толстый слой (5–10 мкм) и обеспечивает максимальную износостойкость и устойчивость к абразивному износу. Однако такие пластины более хрупкие, поэтому они идеальны для стабильных операций без вибраций.

• PC25 (P15–40, M10–30): Прочный сплав с многослойным CVD-покрытием. Главное преимущество — возможность работать на высоких скоростях резания при черновой обработке стального литья и поковок. Отлично переносит высокие тепловые нагрузки.
• PC30C (P25–40, M20–40, S20–40): «Танковая» марка. Рекомендуется для обработки заготовок с неравномерным припуском, сварных конструкций и материалов, дающих прерывистую стружку. Обеспечивает максимальную стойкость инструмента в самых жестких условиях эксплуатации.
• KC30 (P25–40, M20–35, K20–35): Классический CVD-сплав «для всего». Является золотым стандартом для фрезерования чугунов (группа K) на средних и высоких скоростях. Хорош при обработке в «тяжелых» условиях, где другие марки дают сколы.

Сплавы без покрытия (Uncoated)

• PN10, PN30 (P05–15, P15–35): Отсутствие покрытия позволяет получить максимально острый режущий клин. Это критично для чистовой обработки углеродистых сталей, где важны малые силы резания и предотвращение наклепа.
• N10CT, N25 (S20–40, N15–30): Специализированные сплавы для обработки цветных металлов (алюминия, силуминов, меди, латуни). На этих материалах покрытия часто «засаливаются» — стружка приваривается к пластине. Без покрытия этого не происходит, особенно при использовании острых стружколомов, что гарантирует зеркальную поверхность.

Раздел 2: Обзор и функциональность форм фрезерных стружколомов

Стружколом — это специально профилированная канавка или выступ на передней поверхности пластины, расположенный непосредственно за режущей кромкой.

Основная задача — контролируемое деформирование и дробление сходящей стружки. В процессе резания стружка, скользя по передней поверхности, упирается в элемент стружколома, изгибается и ломается на мелкие фрагменты.

Ключевые функции стружколома:

1. 1. Отвод стружки из зоны резания. Мелкая, хорошо дробленая стружка легко удаляется потоком СОЖ или сдувается, не наматываясь на инструмент или заготовку.
2. 2. Снижение сил резания. Оптимальная геометрия стружколома уменьшает площадь контакта стружки с передней поверхностью, что снижает тангенциальную силу резания.

Основные типы стружколомов по каталогу РИ

• RF: Для чистовой обработки. Обеспечивает малые силы резания и малую шероховатость на поверхности обработанных заготовок.
• RM: Получистовой стружколом. По сути является универсальным решением. Идеально подходит, если одной из целей стоит минимизация приобретаемых позиций инструмента.
• ML / MLW (Medium Light): Универсальные геометрии для получистовой и чистовой обработки. Обеспечивают хороший баланс между прочностью и качеством поверхности. Также если в обозначении стружколома присутствует буква «W» то такой стружколом оптимизирован под получение поверхности с минимальной шероховатостью. W = Wiper
• PFR-M / PER-MM / PER-SM (Для пластин LNKX): Специализированные формы стружколомов, где SM (Special) — геометрия с дополнительными канавками для дробления стружки на мелкие части. Для таких пластин стружколом PFR-M будет чистовым а PER-MM – получистовым.

Среди черновых стружколомов следует отметить TR – для пластин XNHU, SM – для LNKX и RR – для APKT. Черновые стружколомы, как правило, обеспечивают больший съем металла, в отличие от получистовых и чистовых, но при это приходится жертвовать качеством обработанной поверхности. Шероховатость, как правило, хуже чем у чистовых и получистовых.

Рис.2 Применение стружколома SM со стружкоразделительными канавками

Заключение

Применение твердых сплавов во фрезеровании всегда связано с компромиссом между износостойкостью, твердостью и ударной прочностью. Правильный выбор сплава позволяет повысить эффективность обработки и оптимизировать процесс фрезерования. При этом важно учитывать не только материал заготовки, но и условия резания — скорость, подачу и глубину. В сочетании с правильно выбранным стружколомом и формой пластины, процесс фрезерования становится экономичным, производительным и предсказуемым. Комплексный подход к подбору компонентов обеспечивает стабильность процесса.