pcbn刀具的性能、特點(diǎn)及其應(yīng)用研究

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1、PCBN刀具的性能、特點(diǎn)及其應(yīng)用研究2007年第7期(總第192期)農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo.72o07(Totally192)PCBN刀具的性能,特點(diǎn)及其應(yīng)用研究李新寧(濰坊學(xué)院,山東濰坊261061)摘要:介紹了PCBN刀具材料的物理性能和切削性能,闡述了PCBN刀具在不同切削領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn),并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討.關(guān)鍵詞:聚晶立方氮化硼;刀具;切削加工中圖分類號:TH142文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1673—3142(2007)07—0043—03StudyonPerformance,Feat

2、uresandApplicationofPCBNCuttingToolLIXin—ning(WeifangUniversity,Weifang261061,China)Abstract:PhysicalandcuttingperformanceofPCBNtoolmaterialsareintroducedinthispaper,andthefeaturesofthemusedindifferentcuttingfieldsaregiven.Thekeytechnologyisalsodiscussed.KeyWords:PCBN;cuttingtool;cuttingmachini

3、ngO前言PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具具有硬度高,韌性好,熱穩(wěn)定性高和化學(xué)惰性大等特點(diǎn),而且可用金剛石砂輪開刃修磨,故在切削加工的各個(gè)方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的切削性能,特別適宜于加工各種淬硬鋼,冷硬鑄鐵等難加工材料.經(jīng)過多年的開發(fā)和應(yīng)用,我們總結(jié)出了很多有關(guān)PCBN刀具的使用技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),對使用者來說,應(yīng)充分了解PCBN刀具的性能和使用技術(shù).從而發(fā)揮PCBN刀具的切削性能,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益.1PCBN刀具材料的性能PCBN刀具由于其組成成分不同,刀具的物理性能和切削性能也不同.當(dāng)然也就有不同的用途,下面就將與使用有關(guān)的問題分別介紹如下.1.1PCBN的組成成分對刀具性能的影響(1)結(jié)合劑

4、對PCBN刀具性能的影響PCBN是CBN(立方氮化硼)的燒結(jié)體,通常有不加粘結(jié)劑燒結(jié)直接由CBN原子間的結(jié)合而成的.也有加入不同的粘結(jié)劑,由粘結(jié)劑結(jié)合燒結(jié)而成.前者因CBN含量高.所以硬度高.但較脆;后者除所加粘結(jié)劑比例不同外.其種類還有金屬粘結(jié)劑和陶收稿日期:2007—03—21作者簡介:李新寧(1969一),男,山東濰坊人,工程師,濰坊學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院教師,主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)的教學(xué)和科研工作.瓷粘結(jié)劑之分.常用的金屬粘結(jié)劑有Co,Ni,Ti,Ni—Al等金屬;陶瓷粘結(jié)劑有TiN,TiN—A1N,A12O3等,也有同時(shí)加入金屬和陶瓷粘結(jié)劑的.一般加陶瓷粘結(jié)劑的PCBN刀

5、具具有較高的耐高溫磨損能力和較強(qiáng)的抗粘結(jié)能力(2)CBN的含量對PCBN刀具性能的影響CBN是目前人工合成的.硬度僅次于金剛石,其晶粒硬度可達(dá)HV8000～HV9000,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陶瓷和硬質(zhì)合金.PCBN復(fù)合片的硬度(通常為HV3000～HV5000)主要取決于CBN的含量(如圖1所示).,>墨,.一CBN含量(體積%)圖1CBN含量與硬度的關(guān)系一般CBN含量在40%～95%之間.隨著CBN含量的增高.PCBN的硬度增加:而耐磨性與CBN含量之間不是單調(diào)關(guān)系.不同加工條件下有不同最佳值,如圖2所示加工模具鋼時(shí).CBN含量為55%左右時(shí),其刀具最耐磨;加工Cr06合金工具鋼時(shí).CB

6、N含量越高越耐磨.(3)CBN的晶粒尺寸對PCBN刀具性能的影響?43?2007年第7期農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,,gg,√卿越v=90mm/minf=o.]rn/lq/rCBN含量(體積%)圖2CBN含量與耐磨性的關(guān)系CBN晶粒的大小影響刀具的強(qiáng)度,細(xì)晶?？墒咕Я５木Ы缑娣e增加,提高燒結(jié)強(qiáng)度及抗裂紋擴(kuò)展能力,從而使PCBN刀具耐磨性增加.當(dāng)粒徑增加1倍時(shí).刀具壽命要降低30%～50%.1.2PCBN復(fù)合片'PCBN刀具的制造分為PCBN復(fù)合片(PCBN/硬質(zhì)合金)制造(高溫高壓燒結(jié)體)和把復(fù)合片進(jìn)行切割,焊接,刃磨制成各種刀具.PCBN刀具由于能耐(1200—1300).C的高溫.而且在

7、1200.C以上也不與鐵系金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng).因此,目前PCBN刀具多用于淬硬鋼,冷硬鑄鐵及表面熱噴涂材料的切削加工,而加工中等硬度的材料往往體現(xiàn)不出較好的切削性能,如加工中,低硬度的工件時(shí),PCBN刀具壽命還沒有硬質(zhì)合金刀具壽命高.在加工HRC50以上硬度工件時(shí),刀具才發(fā)揮出其超硬性能,如加工HRC60左右硬度的工件,其壽命要高于硬質(zhì)合金刀具壽命lO倍以上.因此,PCBN刀具用于加工高硬度材料才能發(fā)揮出其優(yōu)越的性能.1.3PCBN刀具的結(jié)構(gòu)目前,常見PCB