При заточке ножей из мартенситной нержавеющей стали 4Cr13 (аналог 40X13) твердостью 53 HRC обычные корундовые круги часто вызывают прижоги режущей кромки и быстро теряют форму. Использование кастомизированных шлифовальных кругов из кубического нитрида бора (CBN) на металлической связке позволило решить проблему перегрева. Благодаря высокой теплопроводности и стойкости формы, российский завод увеличил производительность и срок службы инструмента, что привело к серийным повторным заказам.

1. Контекст: «Твердый орешек» российского рынка —  Сталь 40Х13 / 4Cr13  и 53 HRC

На рынке профессионального режущего инструмента в России предъявляются высочайшие требования к износостойкости и остроте. Мартенситная нержавеющая сталь 4Cr13 (40X13), благодаря своей коррозионной стойкости и возможности термоупрочнения, является стандартом для производства прецизионных ножей и медицинских инструментов.

После закалки и низкого отпуска твердость 4Cr13 стабилизируется на уровне 53 HRC. Это «золотая середина» для эксплуатации, но «кошмар» для шлифования:

• 1.1 Высокая твердость: Обычные абразивные круги быстро изнашиваются, теряя прямолинейность профиля.
• 1.2 Термочувствительность: 4Cr13 имеет низкую теплопроводность. Тепло от шлифования скапливается на тонкой режущей кромке, вызывая «отпуск» металла. Твердость падает ниже 53 HRC, что делает нож бракованным.

2.  Проблема: Почему обычные круги не подходят для 40Х13?

Наш клиент, завод по производству промышленных ножей в России, специализируется на обработке стали 4Cr13. До обращения к нам они сталкивались с критическими проблемами:

• 2.1 Нестабильность режущей кромки: Традиционные круги на бакелитовой или керамической связке теряли геометрию слишком быстро. Даже в одной партии углы заточки отличались.
• 2.2 Прижоги и наклеп: Из-за недостаточной режущей способности процесс шлифования превращался в «трение». Мгновенный перегрев вызывал почернение (ожог) поверхности, что недопустимо для нержавеющей стали.

3. Решение: Технологический прорыв с кругами CBN на металлической связке

 

Изучив чертежи и условия обработки клиента, мы отказались от стандартных решений и предложили кастомизированный круг CBN на металлической связке.

3.1 Почему CBN (Эльбор)?

Твердость CBN уступает только алмазу, но его термостойкость значительно выше. Алмаз при шлифовании железосодержащих сталей карбонизируется, а CBN химически инертен к стали даже при 1400°C. Это исключает химический износ и прижоги.

3.2 Преимущества металлической связки (Metal Bond)

Для операции заточки критически важна «стойкость профиля» (Form Holding):

• - Мощное удержание зерна: Металлическая связка (спеченная бронза и др.) удерживает зерна CBN как тиски. Это предотвращает преждевременное выкрашивание даже при большом съеме материала.
• - Жесткость: Связка не деформируется под нагрузкой, обеспечивая идеально ровную и острую кромку без сколов.

3.3 Спецрецептура для 4Cr13

Мы оптимизировали концентрацию зерна и пористость для усиления эффекта самозатачивания:

• - Оптимизация концентрации: Использована концентрация 125%. Это обеспечивает баланс между агрессивностью реза и долговечностью.
• - Микропористая структура: Внедрение управляемых микропор позволяет кругу захватывать СОЖ и доставлять её прямо в зону резания, мгновенно отводя тепло. Это ключевая технология против «налипания» нержавейки.

4. Результаты испытаний: От тестов до серийных закупок

Данные, полученные на производстве клиента в России:

Показатель	Традиционный круг (Старый метод)	Круг CBN Metal Bond (Новое решение)	Эффект
Деталей между правками	50 шт.	300 шт.+	Рост эффективности в 6 раз
Шероховатость (Ra)	0.8 ~ 1.6	< 0.4 (Зеркало)	Идеальное качество
Процент прижогов	15%	0%	Полный контроль качества
Экономика	Частые замены, простой станка	Себестоимость на деталь -40%	Высокая окупаемость

Отзыв клиента: «Это лучший инструмент для обработки "белой стали" (40Х13 / 4Cr13), который мы пробовали. Кромка бритвенно-острая, не чернеет. Мы забыли о проблемах с приемкой качества». Клиент перевел все шлифовальные станки на наши круги CBN.

5. FAQ: Рекомендации по обработке стали 40Х13 / 4Cr13

Q: Какую зернистость CBN выбрать для обработки 4Cr13 (53 HRC)?

A: Для грубой заточки и формирования кромки рекомендуется зернистость B100-B120. Для чистовой заточки (финишной) используйте B46-B64 в сочетании с металлической связкой для достижения высокой чистоты поверхности. Более мелкое зерно (B181-B300 по FEPA) подойдет для суперфиниша.

Q: Нужна ли специальная СОЖ для металлических кругов CBN?

A: Да. Настоятельно рекомендуется использовать масляные СОЖ или эмульсии с высоким содержанием жиров и EP-присадок. Металлическая связка CBN термостойка, но мощный поток СОЖ необходим для смазки (снижения трения) и вымывания стружки, чтобы предотвратить засаливание круга.

Q: Как оценить окупаемость дорогих кругов CBN?

A: Не смотрите на цену круга, считайте стоимость обработки одной детали (CPU). Формула: (Цена круга + Правка + Время простоя) / Общее кол-во деталей. Как показал наш кейс, несмотря на высокую цену CBN, итоговая себестоимость детали снизилась на 40%.

Q: Что важно при переходе с обычных кругов на CBN?

A: - Жесткость станка: Убедитесь в отсутствии вибраций шпинделя.
- Режимы резания: Увеличьте скорость резания (V) и оптимизируйте подачу. Не работайте на "старых" режимах.
- Правка: Для вскрытия (правки) металлических кругов CBN требуются специальные ротационные правщики или бруски.

Ищете решение для шлифования твердой нержавеющей стали?

Выбор абразива определяет качество вашего продукта. Металлические круги CBN — это инвестиция в производительность. Если у вас похожие задачи по обработке 4Cr13, 40X13 или других сталей высокой твердости:

Свяжитесь с нами для получения чертежей и расчета режимов резания под ваши задачи.