Резюме: В условиях модернизации российского автопрома и роста требований к точности, традиционные абразивы перестают справляться с обработкой деталей из порошковой металлургии (ступицы синхронизаторов, роторы VVT, роторы масляных насосов). В этой статье мы детально разберем преимущества кругов CBN на керамической связке и предоставим техническое руководство по достижению плоскостности ≤0.005 мм и шероховатости Ra ≤0.4 мкм в условиях серийного производства.

1. Почему шлифование деталей из порошковой металлургии — это технологический вызов?

В трансмиссиях и двигателях детали из порошковой металлургии (PM) играют ключевую роль. Однако такие компоненты, как ступицы синхронизаторов, звездочки распредвалов и седла клапанов, обладают специфическими свойствами, которые превращают двустороннее шлифование в сложную задачу:

• - Высокая твердость и наличие карбидов: После цементации и закалки твердость достигает HRC 58–62. Наличие твердых фаз вызывает катастрофический износ обычных абразивных кругов.
• - Пористая структура: При плотности 7.0–7.4 г/см³ поры материала склонны впитывать СОЖ. Если теплоотвод недостаточен, возникает риск скрытых структурных прижогов или микротрещин.
• - Экстремальные допуски: Требования к плоскостности (параллельности торцов) часто находятся в диапазоне 0.003–0.008 мм.

2. Типовые сценарии и параметры обработки (Данные испытаний)

Чтобы помочь инженерам российских заводов подобрать оптимальный техпроцесс, мы систематизировали данные для двух наиболее распространенных типов деталей. Данные основаны на работе станков Lapmaster, Koyo, Nissei и Hexagon.

2.1 Сценарий А: Ступица синхронизатора / Зубчатая втулка (КПП)

• Материал: Порошковая сталь Fe-Cu-C, цементация + закалка (HRC 58–62).
• Сложность: Жесткий допуск на толщину (±0.005 мм) и высокие требования к чистоте поверхности.

2.2 Сценарий Б: Ротор VVT / Звездочка распредвала (ГРМ)

• Особенность: Критические требования к плоскостности (≤0.005 мм).
• Тренд: Высокоскоростное шлифование для сокращения цикла обработки.

3. Руководство по выбору зернистости: Баланс скорости и качества

Для отдела закупок и технологов выбор правильной зернистости — это ключ к контролю себестоимости детали (Cost Per Part). Ниже приведена таблица соответствия:

3.1 Черновое шлифование / Большой припуск (0.1–0.5 мм)

• Выбор: 80#–120# (FEPA D126–D107)
• Результат: Ra ≈ 1.0–2.0 мкм. Максимальная производительность, подходит для обработки заготовок сразу после спекания.

3.2 Получистовое шлифование / Стандарт автопрома (0.03–0.15 мм)

• Выбор: 120#–180# (FEPA D107–D76)
• Результат: Ra ≈ 0.4–0.8 мкм. Самый популярный диапазон, баланс между циклом обработки (до 50 сек) и качеством.

3.3 Суперфиниш / Зеркальная поверхность (Ra ≤ 0.2–0.4 мкм)

• Выбор: 320#–400# (FEPA D46–D30)
• Результат: Используется для прецизионных шестерен и VVT. Внимание: требует более частой правки инструмента.

4. Диагностика и устранение проблем 

Опыт работы с заводами РФ позволил выделить топ-3 проблемы при внедрении CBN:

Проблема А: Прижоги или «синева» на детали
Причина: Слишком высокая подача или недостаток СОЖ.
Решение: Снизить скорость круга (Vs). Проверить давление СОЖ (минимум 1.5 МПа). Пористая структура PM удерживает тепло, поэтому требуется мощный поток жидкости.

Проблема Б: Риски, царапины (Galling)
Причина: Грязная СОЖ или выкрашивание крупного зерна.
Решение: Проверить магнитный сепаратор и бумажный фильтр. Выбрать связку с более сильным удержанием зерна.

Проблема В: Быстрое засаливание круга (потеря режущей способности)
Причина: Круг слишком твердый, нет самозатачивания.
Решение: Использовать более «мягкую» или пористую керамическую связку. Применить правку алмазным роликом (отношение правки 1:3–1:5).

5. Индивидуальные решения для ваших деталей

Российская автомобильная промышленность переживает этап трансформации цепочек поставок. Мы понимаем, что разные производители порошковых деталей имеют уникальные рецептуры (плотность, содержание масла, карбиды).

Поэтому керамические круги CBN — это не «универсальный инструмент». Мы настоятельно рекомендуем проводить тестовую шлифовку перед серийным запуском.

Как начать проект оптимизации?

Стартовая рекомендация: Зернистость 120#–180#. Далее мы оптимизируем процесс на основе полученных Ra, плоскостности и времени цикла.

Для получения технико-коммерческого предложения, пожалуйста, сообщите нам:

• Тип детали (ступица синхронизатора, звездочка, ротор и т.д.)
• Марка материала и твердость (HRC)
• Целевая шероховатость (Ra) и припуск на обработку
• Модель станка и диапазон оборотов шпинделя

Наши инженеры разработают индивидуальное решение для двустороннего шлифования CBN специально для вашего производства.