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发布时间:2022-02-16 02:59:00 作者:创胜机械
现状及发展编辑现代切削技术正向着高速度、高精度、率的方向发展,与此同时,切削技术对刀具性能的要求也越来越高。聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride,PCBN)作为利用人工方法合成的硬度仅次于天然金刚石的新型刀具材料,是高速切削铁系金属的刀具材料。 聚晶立方氮化硼(PCBN)于上世纪由美国GE公司首先研制成功,由于PCBN材料具有高的硬度和耐磨性、很高的热稳定性和高温硬度、优良的化学稳定性以及较好的导热性和较低的摩擦系数,因此PCBN刀具自问世之初就受到美国、德国、英国、日本等工业发达国家的重视。经过30多年的发展,国外对PCBN刀具的研究已基本进入成熟阶段,产品也向多样化、系列化方向发展。我国也有不少单位和学者从事PCBN刀具的开发和研究,但与国外相比,无论在PCBN材料的合成还是刀具切削性能的研究方面都有所滞后。
PCBN异形刀片的研制
从1957年美国GE公司研制出立方氮化硼(CBN)单晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今,经过30多年的发展,PCBN刀具已逐步趋于成熟。PCBN刀具多由PCBN刀片与刀杆或可转位刀片焊接而成,近年来整体式PCBN刀片种类。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN层直接烧结在硬质合金基体上形成的复合整体。这种材料既具有PCBN的高硬度、高热稳定性和高的化学稳定性,同时又具有硬质合金强度好、可焊性好的优点,使PCBN刀具不仅可切削各种硬度的工件,而且也易于生产。PCBN刀片质量的好坏直接影响着刀具切削性能。 2.1 PCBN刀片的烧结 PCBN刀片的制作方法主要有两种:一种是一次聚合法,即直接用六方氮化硼(HBN)一次聚合成高密度的烧结体;另一种是二次聚合法,先合成高密度立方氮化硼(CBN),然后再以其为原料经高温高压烧结成聚晶立方氮化硼。较为普遍的是加入粘结剂的二次聚合法
CBN颗粒的大小不但对PCBN刀具的切削表面质量有影响而且对PCBN烧结时粘结剂的烧结能力起到一定的作用。一般来说,CBN颗粒度越小,PCBN刀具切削表面质量越好,刀具抗冲击能力和耐磨性越好,因此,在加工淬硬钢并且要求高的表面质量(即实现PCBN刀具的“以车代磨”)时,所采用PCBN刀具中的CBN颗粒应取较小值。但另一方面,由于PCBN刀片的烧结是通过“毛细现象”即各种粘结剂元素渗透到CBN颗粒之间实现的,如果CBN颗粒太小,CBN颗粒间的间隙就会减小,从而使得粘结剂元素的渗透量减小。因此,烧结时CBN颗粒又应选得大一些。综合考虑以上两种因素,CBN烧结时应多选择混合粒度,并根据所选粘结剂粘结能力的不同而确定不同的粒度范围。、
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