pcbn刀具切削鑄鐵材料的研究進(jìn)展

《pcbn刀具切削鑄鐵材料的研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、PCBN刀具切削鑄鐵材料的研究進(jìn)展2OO4年第38卷№lOPCBN刀具切削鑄鐵材料的研究進(jìn)展潘軍張弘伎大連理工大學(xué)摘要:對PCBN刀具切削灰鑄鐵,球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵的研究進(jìn)行了回顧和總結(jié),并建議國內(nèi)加強(qiáng)對PCBN刀具切削灰鑄鐵和蠕墨鑄鐵的研究.關(guān)鍵詞:PCBN刀具,灰鑄鐵,球墨鑄鐵,蠕墨鑄鐵StudyRenewandProspectofPCBNCutlingCastIronPanJunZhangHongtaoAbstract:ThedevelopmentofresearchofPCBNtoolswhilecuttinggraycastiron,ductileironandcompac

2、tedgraphiteironisreviewed.ItissuggestedthatweshouldstrengthentheresearchofPCBNtoolsincuttinggraycastironandcompactedgraphiteiron.Keywords:PCBNtool,graycastiron,ductileiron,compactedgraphiteiron1引言先進(jìn)切削技術(shù)(硬態(tài)切削,高速切削,干切削)的應(yīng)用不僅可以給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而且也有利于環(huán)境保護(hù).目前,先進(jìn)切削技術(shù)在我國生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模和深度與國外相比還有很大差距.其中一個主要原因是國

3、內(nèi)對于先進(jìn)切削技術(shù)中的刀具磨損及其對加工質(zhì)量的影響的研究水平相對于國外還比較落后,限制了先進(jìn)切削技術(shù)在國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)中的推廣OPCBN刀具是能夠滿足先進(jìn)切削要求的主要刀具材料,也是國內(nèi)外公認(rèn)的用于硬態(tài)切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料,但是,如果使用不當(dāng)造成磨損過快,就會降低使用PCBN刀具的經(jīng)濟(jì)性.PCBN刀具主要用于加工淬硬鋼,鑄鐵,高溫合金以及表面噴涂材料等…I.國外的汽車制造業(yè)大量使用PCBN刀具切削鑄鐵材料,PCBN刀具已成為國外主要汽車制造廠家各條生產(chǎn)線上使用的新一代刀具.因此,開展我國PCBN刀具切削鑄鐵材料的研究,對于促進(jìn)我國先進(jìn)切削技術(shù)的應(yīng)用以及汽車工業(yè)的發(fā)

4、展具有重要意義.2PC]IN刀具的發(fā)展及其切削性能1957年,美國GE公司的研究人員首先在世界上合成了硬度僅次于金剛石的立方氮化硼微粉,簡稱CBN(CubicBoronNitride).人工合成的立方氮化硼單晶顆粒的尺寸小,無法直接利用其單晶顆粒制成切削刀具.上世紀(jì)70年代,各國相繼研制出可以應(yīng)用于切削加工領(lǐng)域的立方氮化硼燒結(jié)體,稱為聚收稿El期:2004年4月3晶立方氮化硼或PCBN(PolycrystallineCubicBoronNi—tride).目前,PCBN刀具坯料可以分為兩大類:一是整體聚晶體,它由無數(shù)細(xì)小的CBN單晶體在高溫高壓下燒結(jié)而成;另一類是以硬質(zhì)合金為基體,高

5、溫高壓下在其表面燒結(jié)一層CBN微粉制成的復(fù)合片.PCBN復(fù)合片將PCBN材料的高硬度,高導(dǎo)熱性及高熱化學(xué)穩(wěn)定性和硬質(zhì)合金基體的強(qiáng)度與韌性結(jié)合在一起,因而具備了較高的耐磨性和一定的抗沖擊破損能力.由PCBN刀具坯料經(jīng)過切割,焊接和刃磨制成的PCBN刀具有良好的切削性能,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)高硬度和耐磨性CBN的硬度僅次于金剛石,對于可切削黑色金屬的刀具材料來說,PCBN刀具的硬度最高.PCBN刀具的耐磨性可以達(dá)到涂層刀具和陶瓷刀具的5～10倍,因此,使用PCBN刀具能夠明顯減少生產(chǎn)加工中的換刀次數(shù),提高被加工工件的精度與互換性,縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期.(2)良好的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性P

6、CBN刀具在800℃時的硬度仍高于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具的常溫硬度,在1200~(:時仍能保持較高的硬度,而且隨著溫度的升高,其導(dǎo)熱系數(shù)也隨之升高.因此,PCBN刀具能夠很好地滿足硬態(tài)切削,高速切削和干切削時的惡劣加工條件對刀具材料的要求.(3)高的化學(xué)穩(wěn)定性由于CBN的化學(xué)惰性特別大,在1200～1300~(:時也不與Fe,,Co等發(fā)生反應(yīng),所以PCBN刀具在,切削加工時的化學(xué)磨損相對于其它刀具材料較小,可用于加工各種材料的工件.4(4)較低的摩擦系數(shù)CBN與不同材料間的摩擦系數(shù)為0.1～0.3,而且隨著切削速度的提高,PCBN的摩擦系數(shù)呈減小趨勢,從而使切削力減小,減少切削時的刀

7、屑粘結(jié)現(xiàn)象,有利于提高加工精度以及表面質(zhì)量.由于PCBN刀具具有良好的切削性能,目前在國外汽車制造行業(yè)的鑄鐵加工中已經(jīng)獲得了廣泛的使用,相比之下,我國汽車制造企業(yè)中的PCBN刀具的使用規(guī)模還遠(yuǎn)不能和國外相比,而且國內(nèi)在使用PCBN刀具切削鑄鐵材料時,刀具磨損的速度相對于國外較快.3鑄鐵材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展鑄鐵材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用較廣泛,根據(jù)石墨在鑄鐵材料中的存在形式,主要可以分為三類:灰鑄鐵,球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵.不同鑄鐵材料中的石墨形態(tài),基體成分