Univerzálne abrazívne rezné kotúče: existujú, či je to len mýtus?

Denne odpovedáme na otázky zákazníkov, týkajúce sa našich alebo konkurenčných produktov. Jednými z najčastejších sú:

• „Ktorý váš rezný kotúč je univerzálny?“
• „Na rezanie kovov používam univerzálny kotúč od výrobcu XXX. Máte niečo podobné?“
• „Potrebujem rezný kotúč na kov aj na betón...“

Čo vlastne rozumieme pod pojmom „univerzálnosť použitia nástroja“?

Univerzálnosť by sme mohli definovať ako schopnosť nástroja vykonávať viacero funkcií alebo pracovať s rôznymi materiálmi bez potreby jeho výmeny či úpravy.

Ako príklad univerzálnosti môžu slúžiť naše viacúčelové kliešte HERMAN HM-10. Je to šikovný pomocník, ktorý v jedinom ručnom náradí kombinuje až 16 funkcií (kliešte, štikačky, pílu na drevo, nôž, skrutkovače, rezače a mnohé iné...)

Inými slovami, na univerzálnosť použitia nástroja existujú dva pohľady:

• Funkčná variabilita - nástroj môže vykonávať viacero rôznych úloh (napr. rezanie a brúsenie).
• Schopnosť opracovávať rôzne materiály – napr. pílový list, ktorý reže drevo, plast aj kov.

Obr. 1. Viacúčelové kliešte HERMAN HM-10

Keďže sa budeme zaoberať abrazívnymi reznými kotúčmi, bude nás zaujímať hlavne druhý pohľad. Niekto by mohol povedať, že svojou otázkou myslí „funkčnú variabilitu“ – t.j. abrazívny kotúč, ktorým môžeme rezať aj brúsiť, toto je však skôr výnimočný prípad, pretože aby sa tieto dve činnosti dali vykonávať bezpečne a efektívne, potrebujeme na ne nástroje odlišnej hrúbky. Ostatne, upozorňujú na to aj bezpečnostné symboly vyobrazené na abrazívnych nástrojoch – zakazujú rezať brúsnym a brúsiť rezným kotúčom.

Ak by niekto mal takúto požiadavku - máme riešenie – abrazívny nástroj HERMAN GS-50 GrindSlim o hrúbke 4mm, ktorým je možné pohodlne brúsiť a podmienene aj rezať.

Zamerajme sa však na použiteľnosť abrazívnych rezných nástrojov na obrobky z rôznych druhov materiálov.

Univerzálne nástroje na oceľ a nerez (nehrdzavejúca oceľ)

Toto je najčastejší prípad, ktorý so zákazníkmi riešime. Zároveň je najjednoduchší a paradoxne práve s týmto prípadom sa spája celý rad mýtov a zákazníci v tom nemajú jasno. Otázka znie: je rezný kotúč na nerez univerzálny v tom zmysle, že je ním možné rezať oceľ aj nerez?

Obr. 2. Oceľové a nerezové profily

Aby sme na ňu vedeli kvalifikovane a vyčerpávajúco odpovedať, povedzme si, čo má oceľ s nerezom (obr. 2) spoločné a čím sa líšia.

Spoločné majú veľmi podobné fyzikálne vlastnosti. Sú medzi nimi isté rozdiely v hustote, pevnosti, tvrdosti, tepelnej vodivosti a rozťažnosti, ktoré môžu byť v závislosti od konkrétneho typu ocele aj pomerne výrazné, avšak z pohľadu vnútornej štruktúry ide o „blízkych príbuzných“ a preto skutočne na ich rezanie možno použiť ten istý nástroj.

Pod názvom nerez myslíme v tomto článku nehrdzavejúcu oceľ. Je to oceľ vysoko legovaná chrómom, niklom, mangánom a prípadnými ďalšími prísadami (kremík, meď, molybdén, volfrám, niób, dusík a podobne). Jej najdôležitejšou vlastnosťou je, že vzdoruje korózii.

To, čím sa oceľ a nehrdzavejúca oceľ líšia podstatne, je ich chemické zloženie. Nerez obsahuje ako prísadu chróm v pomerne veľkom množstve (min. 10,5%). Tento vytvára pasivačnú vrstvu oxidu chrómu (Cr₂O₃), chrániacu materiál pred koróziou.

Bežná oceľ koroduje ľahko a rýchlo, predovšetkým pôsobením vlhka a kyslíka. V skutočnosti neexistuje žiadna oceľ, korá je úplne nehrdzavejúca. Existuje množstvo rôznych druhov nehrdzavejúcich ocelí (ferritické, martenzitické, austenitické, atď). Každá z nich má odlišné zloženie a výrobný proces. Líšia sa okrem iného aj tým, do akej miery sú odolné voči vplyvom spôsobujúcim koróziu. Týchto vplyvov je celý rad, najvýraznejším je však narušenie pasivačnej vrstvy pôsobením/kontaktom s materiálmi obsahujúcimi látky, ktoré majú tendeciu tvoriť agresívne kyseliny, ako napr. chlór (Cl), alebo síra (S), ale aj železo (Fe).

A tu je pôvod všetkých mýtov a nejasností. Rezné kotúče na oceľ a na nerez majú veľmi podobné zloženie, čo sa týka brúsiva a spojiva, líšia sa však použitými plnivami (látky, ktoré ovplyvňujú rezné a brúsne vlastnosti nástrojov). V rezných kotúčoch na oceľ sa ako aditívum s vynikajúcimi lubrikačnými a chladiacimi vlastnosťami používa pyrit. Jeho chemické zloženie je FeS₂ (disulfid železnatý) a je to zlúčenina železa a síry. Oba tieto prvky spôsobujú koróziu nerezu. Ak sa nerezová oceľ dostane do kontaktu s obyčajnou uhlíkovou oceľou, častice uhlíkovej ocele začnú na povrchu oxidovať, čo naruší ochrannú vrstvu chrómu na nerezovej oceli. Síra a jej zlúčeniny sa viažu s kovmi a môžu narušiť oxidačnú ochrannú vrstvu chrómu na nerezovej oceli. Okrem toho v prítomnosti vlhkosti síra vytvára kyslé prostredie, ktoré zrýchľuje koróziu. Preto sa pyrit nemôže používať ako plnivo v rezných kotúčoch na nerez. Nahradzuje sa inými aditívami.

K mýtom patrí aj to, že zákazník vníma kotúč na nehrdzavejúcu oceľ automaticky ako kvalitnejší v porovnaní s kotúčom na bežnú oceľ – pravdepodobne to vyplýva z toho, že nehrdzavejúcu oceľ považuje za niečo „vyššie“ ako bežnú oceľ. Má teda od kotúčov na nehrdzavejúcu oceľ vyššie očakávania – avšak sú celkom neopodstatnené.

Rezné vlastnosti kotúčov určených na rezanie nerezu sú identické s vlastnosťami kotúčov určených na rezanie ocele a preto je úplne v poriadku rezať kotúčmi na nerez aj bežnú oceľ.

Ale pozor – s jedným obmedzením: pokiaľ kotúčom na rezanie nerezu už raz začnete rezať bežnú oceľ, mali by ste ten konkrétny kotúč spotrebovať už len rezaním ocele, čiže už ním nerezať nerez. Na pracovnej časti kotúča totiž bude zachytené stopové množstvo železa z obrobku a toto by mohlo neskôr spôsobiť rýchlejšiu koróziu nerezu. Aj toto však má riešenie – pokiaľ po rezaní nerezového obrobku takýmto kotúčom nasleduje dodatočná úprava reznej plochy, tak korózia nehrozí. Rezná plocha sa dá ošetriť:

• mechanicky - (nečistoty, oxidy a kontaminácia železom sa odstránia nástrojmi určenými pre nerez – drôtené kefy, brúsne nástroje, napr. lamelové kotúče)
• chemicky - (okrem očistenia povrchu aj obnovujú pasivačnú vrstvu oxidu chrómu – používajú sa špeciálne moridlá na báze kyseliny dusičnej a fluorovodíkovej)

Rezný kotúč na nerez teda môžeme z pohľadu rezania bežnej aj nerezovej ocele s kľudným svedomím nazvať univerzálnym.

Univerzálne nástroje na oceľ, nerez a neželezné kovy

Univerzálne kotúče na oceľ, nerez a neželezné kovy sú pomerne bežné. Rezanie neželezných kovov abrazívnymi nástrojmi je problematické a to aj pri použití na to určených špecializovaných nástrojov.

Neželezné kovy (obr. 3) sa kvôli svojim fyzikálnym vlastnostiam lepšie režú kotúčmi vyrobenými z karbidu kremíka, nie z bežne používaného korundu. Preto sa toto brúsivo do takýchto kotúčov v istom pomere primiešava. Karbid kremíka však nie je vhodný na rezanie ocele a nerezu a preto takýto kotúč neposkytuje optimálny výkon pri opracovávaní žiadneho z materiálov, pre ktoré je určený. Univerzálnosť takéhoto kotúča spočíva aj v možnosti rezania stavebných materiálov – aj pre ne je karbid kremíka vhodnejší ako korund.

Ďalšou výhodou jeho použitia je, že odpadá nutnosť výmeny nástroja pri striedaní obrobkov z rôznych materiálov. Vždy však majte na mysli, že použitím špecializovaného nástroja dosiahnete lepší výsledok a pokiaľ máte možnosť neželezné kovy deliť inou technológiou (napr. pílením), urobte tak.

Obr. 3. Neželezné kovy

Tieto kotúče síce môžeme nazvať univerzálnymi, ale je to skôr marketingová stratégia. Zďaleka nie sú ideálnym riešením pre opracovávanie všetkých troch materiálov.

Univerzálne nástroje na oceľ, nerez, neželezné kovy, kameň a stavebné materiály

Obr. 4. Rezanie kameňa diamantovým kotúčom

Keď sme o kotúči pre oceľ/nerez/alu povedali, že nie je ideálny, tak o kotúči „na všetko“ musíme povedať, že je to úplná absurdita.

Aj na to sa zákazníci občas pýtajú. Dá sa vôbec kameň a stavebné materiály rezať abrazívnym kotúčom? Dá - kľudne si to skúste: zarežte do tehly alebo betónu hoci aj kotúčom na oceľ a uvidíte, že to ide.

Ako je to možné? Uvedomme si, že abrazívny kotúč – akýkoľvek - je vyrobený z extrémne tvrdého materiálu vo forme zrniečok s ostrými hranami a jeho pracovná časť sa voči obrobku pohybuje rýchlosťou takmer 300km/h. Takýto nástroj prereže prakticky všetko, čo mu príde do cesty, snáď okrem tvrdých materiálov, ako je napríklad sklo, alebo glazovaný povrch dlažby.

Stavebné materiály režeme diamantovými nástrojmi (obr. 4). Oproti abrazívnym majú neporovnateľne vyššiu životnosť a poradia si hravo aj s najtvrdšími materiálmi. Práca bude rýchlejšia, efektívnejšia a v konečnom dôsledku aj cenovo výhodnejšia. Keď už by sme mali rezať stavebné materiály abrazívnym rezným kotúčom, je vhodnejšie použiť ako brúsivo karbid kremíka, podobne, ako u neželezných kovov. Tým pádom ale bude rezanie kovov týmto kotúčom utrpením, karbid kremíka na to vhodný nie je. O univerzálnosti použitia sa tu naozaj nedá hovoriť. Táto technológia je u stavebných materiálov už prežitá. Preto sa s abrazívnymi reznými kotúčmi na stavebné materiály na našom trhu prakticky nestretnete. Stále sa však používajú v niektorých regiónoch, napr. na Blízkom východe alebo v Ázii.

Niektorí výrobcovia naozaj ponúkajú abrazívny rezný kotúč „na všetko“. V dnešnej dobe je používanie takéhoto kotúča kontraproduktívne a nemá žiadny zmysel.

Záver

S univerzálnosťou je to tak: keď nejaký predmet/zariadenie/nástroj vykonáva viac činností, žiadnu z nich nerobí tak dobre, ako keby bol určený len na jednu konkrétnu, špecializovanú činnosť. Univerzálny kotúč je ako univerzálne celoročné pneumatiky. Sú kompromisom medzi letnými a zimnými pneumatikami a v extrémnych podmienkach nikdy nebudú také dobré ako sezónne pneumatiky. Letné pneumatiky majú tvrdšiu zmes, ktorá dobre funguje v teplých podmienkach. Poskytujú lepšiu priľnavosť, kratšiu brzdnú dráhu a nižší valivý odpor, čo znamená nižšiu spotrebu paliva. Zimné pneumatiky sú z mäkšej zmesi, ktorá zostáva pružná aj pri nízkych teplotách. Majú lepšiu trakciu na snehu a ľade, avšak na asfalte sa oveľa rýchlejšie opotrebúvajú. A tak je to aj s abrazívnymi reznými kotúčmi. Za skutočne univerzálne a s dobrými výsledkami pri práci môžeme považovať len kotúče určené pre rezanie ocele a nerezu. Všetky ostatné sú kompromisom a odporúčame ich používať len v nevyhnutných prípadoch.

Kľúčové slová: rezné kotúče, univerzálne kotúče, abrazívne kotúče, oceľ, nerez, neželezné kovy

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN
https://sk.wikipedia.org/wiki/Nehrdzavejúca_oceľ

Ing. Anton Tokár

Vyštudoval som softwarové inžinierstvo a programovaním som sa aktívne zaoberal vyše 25 rokov. V súčasnej dobe je mojou hlavnou pracovnou náplňou vo firme Herman koordinovanie tímu, ktorý sa zaoberá vývojom našej webovej stránky a e-commerce riešeniami. Okrem toho mám niekoľkoročné skúsenosti ako technológ na úseku výroby abrazívnych nástrojov. Voľný čas delím medzi svoje koníčky, ktorými sú predovšetkým umenie, motorka, hra na saxofón, plávanie a cestovanie.