Kvalita vyměnitelných břitových destiček je rozhodující pro funkční vlastnosti řezných nástrojů. Vlastnosti a chování substrátu (základního materiálu) i případného otěruvzdorného povlaku destiček v procesu obrábění jsou určující pro řezivost a trvanlivost nástroje, i přesnost a kvalitu obrobené plochy. Proto je vývoji řezných materiálů a technologií povlakování věnována stálá soustředěná pozornost.
Nabídku břitových destiček pro obrábění litiny, kterou dosud představovaly zejména keramika na bázi nitridu křemíku (KS6000) a kubický nitrid boru s povlakem PVD (KBN900), společnost Kyocera rozšířila o nové druhy - slinutý karbid s povlakem CVD ozn. CA4010 a kubický nitrid boru ozn. KBN65B. Břitové destičky CA4010 jsou určeny především pro obrábění litiny vysokými řeznými rychlostmi. Destičky jsou opatřeny novým utvářečem třísek ZS, který je vhodný pro hrubovací i střední obrábění, pro plynulé, ale i těžké přerušované řezy. Uvedené destičky se vyznačují mimořádnou trvanlivostí při intenzivních podmínkách a vysokých výkonech obrábění. Speciální technologie povlakování (Al2O3) zajišťuje velmi dobrou odolnost proti opotřebení a praskání. Přednosti použitého složeného povlaku (od povrchové vrstvy směrem k substrátu):
TiN - tenká vrstva odolná proti oxidaci;Al2O3 - tenká jemnozrnná vrstva chrání před oxidačním opotřebením;TiCN - vrstva sloupkového charakteru odolná proti vylamování a praskání;houževnatá spojovací vrstva mez TiCN a substrátem zajišťuje vysokou přilnavost povlaku.Substrát tvoří vysoce pevný slinutý karbid, mimořádně odolný proti plastické deformaci a vysoce stabilní i při vysokých rychlostech a zatíženích. Pro obrábění především s chlazením destičkami CA4010 je doporučována řezná rychlost 200 až 500 m.min-1 při proměnných hloubkách řezu a posuvech.
Břitové destičky KBN65B představují novinku s vysokým obsahem jemnozrnného kubického nitridu boru, kterou charakterizuje vysoká trvanlivost při hrubovacím a středním nepřerušovaném obrábění. Doporučováno je jejich nasazení při řezných rychlostech vyšších než 500 m.min-1 a obrábění za sucha.
Nový utvářeč třísek ozn. ZS byl vyvinut s cílem zajistit stabilní řezání a vysokou kvalitu dokončování litiny. Jeho konstrukce zahrnuje optimální opěrnou plochu pro pevné upnutí destičky (omezení chvění a zatížení, vyšší stabilita při hrubování i vysokými posuvy) a pevnější břit (široká fazetka umožňuje i přerušované řezy).
Skupinu otěruvzdorných povlaků rozšířila firma Hitachi novinkou nazvanou TH45+ (NANO - Coating TH45+). Povlak byl vyvinut pro vysoké řezné rychlosti a efektivní obrábění kalených ocelí. Výrobce uvádí, že povlak běžně zajistí dvojnásobnou trvanlivost v porovnání s celokarbidovými nástroji jiných výrobců. Vysoká trvanlivost se dosáhne i při obrábění materiálů s tvrdostí v rozmezí 45 až 65 HRC, ocelí rychlořezných a vyrobených práškovou metalurgií. Umožní dříve obtížně proveditelné obrábění, např. frézování materiálů s tvrdostí ? 65 HRC. Při řezání nástroji s povlakem TH45+ vzniká méně tepla, a proto je vhodný pro obrábění za sucha. Nové složení vrstev nanokrystalického materiálu zajišťuje tomuto povlaku mimořádnou tepelnou odolnost a tvrdost. Přednosti nového povlaku jsou zřejmé z porovnání s klasickým povlakem TiAlN:
povlak TH45+: oxidační teplota 1100 0C, tvrdost povlaku 3600 HRC;
povlak TiAlN: oxidační teplota 800 0C, tvrdost povlaku 2600 HRC.
Výsledkem systematického vývoje otěruvzdorných povlaků pro osové nástroje firmy Gühring je doplnění stávajících a osvědčených typů (ozn. A, S, C, Fire a MolyGlide) novými druhy, určenými zejména pro řezání hůře obrobitelných materiálů:
Super A - pro povlakování nástrojů ze slinutého karbidu, vhodný pro obrábění těžkoobrobitelných materiálů v letecké výrobě, např. slitin titanu, Inconel, zušlechtěných ocelí (>52 HRC) a obrábění vysokými řeznými rychlostmi;
Ice - povlak vhodný pro obrábění za sucha nebo s minimálním množstvím mazacího média, obrábění vysokými rychlostmi a obrábění abrazivních materiálů. Výrobce povlak doporučuje pro hůře obrobitelné materiály, jako jsou MMC, CGI, slitiny titanu a materiály s tvrdostí > 52 HRC;
amoc C - základními přednostmi nového povlaku jsou vysoká otěruvzdornost a výborné třecí vlastnosti. Jednovrstvý povlak amorfního uhlíku, s vlastnostmi podobnými diamantu, je vhodný pro obrábění slitin hliníku, slitin na bázi niklu a MMC.
K většímu uplatnění progresivních řezných materiálů přispívá firma Kennametal novými povlakovanými břitovými destičkami z polykrystalického kubického nitridu boru (dále PKNB) označenými KB 9640. Jedná se o světovou novinku kombinace houževnatého monolitního substrátu PKNB s povlakem CVD na bázi hliníku, který má nejvyšší známou odolnost proti chemicky-difúznímu opotřebení. Spojení houževnatého substrátu s vysokým obsahem kubického nitridu boru a vícevrstvého povlaku přináší řadu předností. Vysoká lomová houževnatost substrátu je příznivá pro hrubování s velkými hloubkami řezu, kde zajistí vysokou produktivitu a spolehlivost obrábění. Uvedené vícebřité oboustranné destičky dosahují velmi příznivé ceny obrábění vztažené na jeden břit. Vícevrstvý povlak CVD zajišťuje nejlepší ochranu před tepelným i chemickým opotřebením a zvyšuje trvanlivost v porovnání s nepovlakovanými druhy PKNB díky odolnosti proti tvoření kráteru. Vysoká integrita povlaku se projevuje jeho dobrou přilnavostí k základnímu materiálu, což umožní použití intenzivnějších řezných podmínek a zvýšením produktivity obrábění. Hlavní oblastí využití KB 9640 je vysoce výkonné hrubování a dokončování perlitické šedé litiny, např. obrábění válců a brzdových disků. Zkoušky potvrdily možnosti úspěšného nasazení i při hrubování kalených ocelí, tvrzené litiny a tvrdých povlaků. Břitové destičky jsou připraveny v širokém sortimentu negativních geometrií Kendex ve tvarech S, R, D a T.
Břitové destičky s povlakem polykrystalického diamantu (PKD) Kennametal - KD 1405 představují poslední inovaci řezného materiálu na bázi diamantu. Segmenty tvoří karbidový základ s CVD povlakem čistého PKD bez jakékoliv pojící fáze. Optimalizovaným procesem tvrdého pájení jsou segmenty nařezané na potřebnou velikost a připájené na karbidový substrát destičky. Povlak o tloušťce asi 0,5 mm se vyznačuje extrémní velikostí zrn diamantu, což činí povlak mimořádně odolný proti opotřebení. Krystaly vrstvy jsou orientovány podélně a vytvářejí strukturu typickou pro diamant. Vysoké jakosti povrchu povlaku je dosaženo broušením a lapováním. Destičky KD 1405 jsou určeny pro obrábění neželezných materiálů při dokončovacích a středních podmínkách řezání. Výrobce garantuje vysokou produktivitu, jakost povrchu i přesnost obrábění uvedenou destičkou. Přitom destičky nabízí nejen pro své standardní nástrojové programy, ale i pro některé další vybrané operace.
Mezi netradiční řezné materiály se řadí i novinka Kennametal KY 1540 - keramika typu SiAlON pro obrábění žárupevných slitin. Vysoce výkonná řezná keramika optimálně kombinuje dobrou otěruvzdornost se zvýšenou lomovou houževnatostí a zlepšenou odolností proti tepelným rázům. Výsledkem je houževnatý řezný materiál využitelný nejen v širokém rozsahu řezných podmínek, ale i při přerušovaném řezu. Hlavní oblastí využití KY 1540 je střední a dokončovací obrábění širokého sortimentu žárupevných slitin typu Inconel, Waspaloy a dalších slitin niklu. Uvedený druh řezné keramiky umožní obrábění vyššími řeznými rychlostmi i posuvy, tedy zlepšení produktivity výroby. Lze ji ovšem ekonomicky nasadit i při nižších rychlostech, v případech, kdy uspořádání operací (obráběcí stroj, upínání apod.) nedovoluje obrábění při náročnějších, pro keramiku typických řezných podmínkách. Standardní program břitových destiček KY 1540 zahrnuje běžnou geometrii keramických nástrojů; současně je nabízena možnost objednání i speciální geometrie a rozměrů.
Pozornost problémům speciální výroby dokumentují nové druhy slinutých karbidů, firmou Kennametal nazvané hi-tech řezné matriály, které uvedla na trh pod ozn. KC 5510 a KC 5525 s utvářeči MS a FS. Oba druhy jsou opatřeny novým nanostrukturním, vysoce výkonným povlakem, naneseným novou technologií, s určením pro obrábění hůře obrobitelných materiálů, které se používají ve výrobě letadel, turbín, lékařské techniky a v potravinářském průmyslu. Jemnozrnný typ KC 5510 se díky vhodnému složení kobaltu a karbidu wolframu v substrátu vyznačuje vysokou odolností proti otěru při vysokých řezných rychlostech dokončovacích operací. KC 5525 je také tvořen jemnozrnným substrátem, ale s vyšším obsahem kobaltu v porovnání s předcházejícím druhem. To umožňuje doporučit KC 5525 i pro přerušované řezání. Použitím výkonného povlaku TiAlN se docílilo prodloužení trvanlivosti a zvýšení spolehlivosti obrábění. Pokrokem ve vývoji konstrukce (geometrie) i výrobě utvářečů se zlepšila stabilita břitu, a tím se zvýšila jakost obrobeného povrchu. Použitá pozitivní geometrie břitových destiček umožňuje řízené utváření a odvod třísek, při působení relativně menších řezných sil.
Funkční spolehlivost, cenová efektivnost a zvýšení trvanlivosti nástrojů až o 30 % - to jsou přednosti, kterými firma Kennametal nabízí nové druhy slinutých karbidů pro frézování:
KC 935 M - povlakovaný slinutý karbid pro střední a těžké obrábění ocelí a tvárné litiny, s chlazením i za sucha ;
KC 915 M - nový povlakovaný řezný materiál pro střední obrábění šedé a tvárné litiny.
Oba druhy se vyznačují vysokou funkční spolehlivostí a výkonem, spolu se schopností úspěšně obrábět vyššími řeznými rychlostmi a v těžkých podmínkách. Spojením nového substrátu s mnohovrstvým speciálním povlakem naneseným metodou MTCVD se dosáhlo vyšší tepelné odolnosti a tedy pevnosti břitu při řezání. Nový proces povlakování MTCVD zlepšuje i soudržnost povlaku se substrátem a zajišťuje lepší a rovnoměrnější vytváření (stavbu) vrstvy stejné tloušťky. Kvalitu zvyšuje i následná úprava povlaku, kterou se docílí zvýšení jakosti povrchu a tím zlepšení podmínek řezání a odvodu třísek.
Stejný výrobce současně nabízí i další nový povlakovaný slinutý karbid TN 2510, určený pro lehké až střední obrábění ocelí tvářených za tepla, stelitů a litiny až do tvrdosti 64 HRC. Destičky TN 2510 jsou připraveny pro univerzální použití, včetně nepříznivých podmínek způsobených např. velkým vyložením nástroje. Výborná otěruvzdornost a stabilita břitu při řezání zvyšují funkční spolehlivost a ekonomickou výhodnost obrábění vysokými řeznými rychlostmi a posuvy.
Nový typ vyměnitelných břitových destiček pro zapichování, upichování, drážkování a soustružení vnější a vnitřní uvedla na trh firma Sandvik Coromant v systému CoroCut 3. Destička má na rozdíl od dřívějšího dvoubřitého provedení tři břity a otevírá nové možnosti pro zvyšování produktivity i v hromadné výrobě. Malá tloušťka destiček (2; 1,5 a 1 mm) je výhodná z hlediska úspor materiálu při upichování. Pevné upnutí destičky za středový otvor ve speciálním držáku zajišťuje plynulé a bezproblémové řezání. Druh slinutého karbidu a geometrie řezné části vyměnitelných destiček CoroCut 3 umožňuje jejich aplikaci při vysokých řezných rychlostech na všech druzích materiálů. Relativně široké pole působnosti Sandvik nabízí i u nového slinutého karbidu ozn. GC 2025, určeného pro soustružení korozivzdorných ocelí. Podle údajů výrobce má tento druh pokrývat celou skupinu materiálů ISO M. Destičky jsou doporučovány pro plynulé i přerušované řezání, hrubování i střední obrábění a všechny typy výroby. Vysoký výkon ukázaly destičky při obrábění kovaného povrchu a duplexních korozivzdorných ocelí. Vysoká stálost břitu se projevuje nejen zvýšením produktivity a spolehlivosti obrábění, ale i udržením vysokého standardu přesnosti, např. u dlouhých řezů bez nutnosti časté kontroly. Tento optimalizovaný materiál nových destiček je nabízen v sedmi tvarových variantách pro celý rozsah obrábění.
Řadou K označil Sandvik Coromant poslední příspěvek k soustružení litiny - nové druhy řezného materiálu a geometrie břitových destiček pro obrábění vysokými řeznými rychlostmi. Jsou označeny GC3205 (na šedou litinu), GC3210 (na tvárnou litinu) a GC3215 (pro těžké podmínky obrábění všech druhů litiny). Nová řezná geometrie KR je určena především pro hrubování litiny. Její předností je mimo výkonný řez i redukce chvění, menší řezné síly a nižší spotřeba energie. Uvedená řada destiček spolu s upínacím systémem CoroTurn RC zajišťuje v současné době nejvýkonnější způsob obrábění litiny.