氮化硼 PCBN 刀具有什麼特點

時間 2022-02-12 03:25:11

1樓:鄭州博特

立方氮化硼(pcbn)刀具有很高的耐磨性,能勝任淬硬鋼、模具鋼、冷硬鑄鐵的粗加工與半精加工,同時還能高速切削各種高硬度合金,實現以車代磨的加工工藝,使被加工零件獲得高的精度和良好的表面質量。

鄭州博特cbn刀具

1、高硬度與耐磨性。製造立方氮化硼刀具的cbn晶體在結構與金剛石類似,因此具有與金剛石相近的硬度,一般立方氮化硼刀具的硬度可達3000~5000hv;在切削耐磨材料時,立方氮化硼刀具的耐磨性是硬質合金刀具的50倍、塗層硬質合金刀具的30倍、陶瓷刀具的20倍!

2、高熱穩定性。立方氮化硼刀具的耐熱性可達1400~1500℃,而金剛石刀具的耐熱性為700~800℃,幾乎要高一倍。並且,立方氮化硼刀具在800℃時的硬度還高於陶瓷和硬質合金刀具的常溫硬度,因此可用比硬質合金刀具高3~5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。

3、良好的化學穩定性。立方氮化硼的化學惰性很大,即使在1200~1300℃的高溫下也不會與鐵系材料發生化學反應;並且在中性、還原性的氣體中,對酸鹼都是穩定的;對各種材料的粘結、擴散作用也比硬質合金小得多,因此特別適合加工黑色金屬材料。

4、優秀的導熱性。cbn的導熱性僅次於金剛石,遠高於高速鋼和硬質合金。有實驗資料表明,立方氮化硼刀具的熱導率是硬質合金刀具的20倍以上!

優秀的導熱性可以使刀尖處溫度降低,減少刀具的磨損,更有利於加工精度的提高。

5、較低的摩擦係數。一般來說,立方氮化硼刀具與不同材料之間的摩擦係數約為0.1~0.

3,而硬質合金刀具的摩擦係數則為0.4~0.6。

摩擦係數越小,在切削加工時的切削力也就越小,切削溫度降低,工件的表面加工質量也就越高。

2樓:匿名使用者

pcbn刀具優良的切削效能主要集中體現在以下幾個方面:

(1)具有較高的硬度和耐磨性

cbn的耐熱性可達1000—1500℃ pcbn在800℃時的硬度還高於陶瓷和硬

質合金的常溫硬度;

(2)具有很高的熱穩定性

cbn晶體結構與金剛石相似,化學鍵型別相同、晶格常數相近,因此具有與

金剛石相近的硬度和強度。cbn微粉的顯微硬度為hv8000-9000,其燒結體

pcbn的硬度一般為hv3000—5000;

(3)具有優良的化學穩定性

cbn的化學惰性特別大,在1200—1300℃時也不與鐵系材料發生化學反應,

與碳在2000℃ 時才發生反應,在中性、還原性的氣體中,對酸鹼都是穩定的,對各種材料的粘結擴散作用比硬質合金小得多;

(4)具有較好的導熱性

所有刀具材料中cbn的導熱性僅次於金剛石,導熱係數為1300w/(m。℃),這個值是紫銅的3.2倍、硬質合金的20倍,且其導熱係數隨著溫度的升高而增加;

(5)具有較低的摩擦係數

cbn與鋼的摩擦係數為0.1—0.3,相同條件下硬質合金與鋼的摩擦係數為

0.4—0.6,且cbn與鋼的摩擦係數隨切削速度的提高而減小。

立方氮化硼數控刀具都有哪些特點?

3樓:濟寧鈦浩機械****

聚晶立方氮化硼(pcbn)是由cbn微粉與少量粘結相(co,ni或tic、tin、al203)在高溫高壓下加入催化劑燒結而成的。具有很高的硬度(僅次於金剛石)和耐熱性(1300~1500℃),優良的化學穩定性、比金剛石刀具高得多的熱穩定性(達1400℃)和導熱性,低的摩擦係數,但其強度較低。與金剛石相比,pcbn的突出優點是熱穩定性高得多,可達1200℃(金剛石為700~800℃),可承受較高的切削速度;另一個突出優點是化學惰性大,與鐵族金屬在1200~1300℃下也不起化學反應,可用於加工鋼鐵。

因此,pcbn刀具主要用於高效加工黑色難加工材料。

pcbn刀具除了具有以上的特點外,還有以下幾項優點:①硬度高,特別適合於加工從前只能磨削的hrc50以上的淬硬鋼、hrc35以上的耐熱合金和hrc30以下而其刀具很難加工的灰口鑄鐵。②與硬質合金刀具相比,切削速度高,可實現高速高效切削。

③耐磨性好,刀具耐用度高(為硬質合金刀具的10~100倍),能獲得較好的工件表面質量,實現以車代磨。不足之處在於pcbn刀具的抗衝擊效能較硬質合金差,因此,使用時應注意提高工藝系統的剛性,儘量避免衝擊切削。

pcbn可製成整體的刀片,也可與硬質合金結合製成複合刀片。pcbn複合刀片是在硬質合金基體上燒結一層0.5~1.0mm厚的pcbn,其效能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性。

pcbn的效能主要與cbn的粒度、cbn的含量及結合劑種類有關,按其組織大致可分為兩大類:一類是由cbn晶粒直接結合而成,cbn含量高(70%以上),硬度高,適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加工;另一類是以cbn晶粒為主體,通過陶瓷結合劑(主要有tin、tic、ticn、aln、al203等)燒結而成,這類pcbn中cbn含量低(70%以下),硬度低,適用於切削加工淬硬鋼。

立方氮化硼刀具被用於鑲鑄鐵環活塞的車削鑄鐵環槽工序中,同時也應用於活塞立體靠模的加工中。

氮化硼cbn刀具有什麼概念簡介?

4樓:濟寧鈦浩機械****

在機加工加工中,常遇到各種難加工材料如hrc50以上的高硬度耐磨合金鑄件,淬硬鋼、超硬燒結金屬、耐熱超級合金、雙金屬材料加工,而且此類材料加工方式多為車削加工和銑削加工,欲實現對高硬度材料進行切削加工,必須具備的條件是刀具硬度應遠遠高於被切削材料的硬度。

此外,由於對高硬度材料進行切削加工時,刀頭的溫度非常高,所以它還需具備以下各種特性:耐塑性變形效能很好,即高溫硬度很好。化學穩定性很好,即不會與被切削材料、氧氣和切削液等發生化學反應,也不會出現熱分解現象。

熱傳導率很好,即高溫刀頭不會因熱衝擊而產生缺損現象。

雖然用此類材料製造的零件可獲得優異的使用效能,但同時也帶來了一個難題:如何以合理的每件加工成本實現零件的最終成形加工。值得慶幸的是,如今刀具**商已成功開發出了各種用於銑削、車削加工難加工材料的新型切削刀片,如塗層硬質合金刀片、金屬陶瓷刀片、cbn刀片、pcd刀片等。

這些新型材料刀片採用了特殊的幾何形狀和表面塗層,具有優異的耐磨損效能,並可承受加工過程中的機械衝擊和熱衝擊。但是,如何在生產中合理、有效地使用這些切削刀片,還需要與掌握專業知識的刀具**商密切配合。

由於切削刀片的成本相對較低(一般硬質合金刀片的成本僅佔加工總成本的3%,cbn刀片佔加工總成本的5%~6%),因此,為節約加工成本而一味選用較便宜的刀片實際上可能並不划算。新型材料刀片雖然**較貴,但可以縮短加工時間,延長刀具壽命,提高產品質量,因此可能具有更好的經濟性。

另一方面,脫離實際加工需要而盲目選用新型材料刀片,也可能增大加工成本(cbn刀片的**可達硬質合金刀片的8~10倍)。此外,使用新型材料刀片時,如採用不正確的切削速度和進給率,也會影響工件加工質量和刀具使用壽命。因此,選用難加工材料切削刀片時需要正確評估加工的經濟性和綜合考慮整個加工工藝過程。

例如華菱新型cbn刀片經過了強化和鈍化處理,在切削硬度>50hrc的工件材料時可有效避免崩刃現象。

加工經濟性的綜合權衡:

選擇切削刀片時,需要對整個加工任務進行評估。在可以滿足工件尺寸精度和表面光潔度要求,並考慮了加工時間和刀片更換的前提下,選用**相對較低的硬質合金刀片可以實現較好的加工經濟性。通過準確瞭解和綜合權衡生產批量、加工時間和刀片效能,就能合理選用切削刀片,達到提高生產率的加工效果。

以銑削加工材質為燒結碳化鈦的燃氣渦輪機葉片為例,當工件批量較小時,選用塗層硬質合金刀片也可獲得較好的加工效果。在35m/min的切削速度下,硬質合金刀片的切削刃壽命僅為5~10分鐘,而大批量加工難加工材料工件的合理刀片壽命一般要求達到15~30分鐘。在小批量加工中,較短的刀片壽命和較頻繁的更換刀片對生產率的影響並不明顯;但在大批量滿負荷加工中,較長的刀片壽命對於減少換刀輔助時間、降低勞動強度、提高機床利用率和生產能力則具有至關重要的意義。

因此,當渦輪機葉片的加工批量較大時,選用硬度更高、**較貴的cbn刀片可能更為合理。

cbn刀片適合加工範圍:

1、高硬度鑄鐵/鑄鋼的加工,如:高鉻鑄鐵、白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵等合金鑄鐵;高錳鋼等耐熱耐磨鋼的高硬度粗加工和精加工。可拉荒粗車有夾砂、氣孔的鑄件毛坯。

2、熱處理後的高硬度工件加工,如:淬硬軸承鋼、滲碳鋼、氮化鋼、工具鋼、模具鋼熱後硬切削,可斷續切削。刀片的韌性和耐磨效能優異;單邊背吃刀量ap可達7.

5mm,可加工hrc45-hrc79之間的高硬度鋼件。

3、其他難切削材料類:高溫合金、粉末冶金,難熔合金及碳化鎢,鎳基,鈷基合金的加工以及熱噴塗噴焊件的硬麵加工。

4、普通灰口鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵的高速切削。不但提高加工效率,且刀具壽命是合金刀具壽命的10-20倍。

cbn刀具材質牌號類別:

1、bn-k10

適用於灰鑄鐵和耐磨合金鑄鐵材料的連續精加工,如制動鼓、剎車盤、飛輪、缸套等工件的精車和高硬度鑄鐵材料的精加工。

2、bn-k20

適用於灰鑄鐵、球墨鑄鐵,粉末冶金材料的高速精加工,且適合高速精鏜孔。

3、bn-h10

適用於硬鋼材料的連續精加工或輕微斷續精加工,如「以車代磨」齒輪、軸承等。

4、bn-h20

適用於硬鋼材料的中/強斷續精加工和超高速精加工,如各種仿形軸件和高精密齒輪、軸承的車削和小型內孔的加工。

5、bn-k1

粗精加工均可用,追求高的抗衝擊效能,針對高硬度短鐵屑工件研發,具備高硬度的同時,其抗衝擊效能更優異,適合大餘量粗加工高硬度鑄鐵件如高鉻合金,高鎳鉻合金,冷硬鑄鐵,白口鑄鐵;廣泛應用於礦山機械,冶金機械,水泥、電力裝置耐磨備件行業。

6、bn-s20

抗衝擊性和耐磨性的完美平衡,可用於粗加工,也可用於半精加工和精加工。適用於各種高硬度難加工材料,如高溫合金、耐熱耐磨鋼、大型鑄鋼件、淬火鋼、氮化鋼、滲碳鋼材料的加工。

7、bn-s30

追求高耐磨性和適當的抗衝擊性,適合於灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵及粉末冶金材料的高速精加工,且適合高速高效鏜削、銑削加工。

關於高硬度耐磨鑄件材料的解注:

高硬度鑄鐵顧名思義就是在鑄鐵中加入一定的合金元素可以改變鑄鐵的鑄態或熱處理後的組織,從而改變其物理效能和化學效能。我們把含有一定數量的合金元素,從而具有特定的物理或化學效能的鑄鐵稱為合金鑄鐵。加一些合金元素使之改變其金相組織,從而改變工件表面效能。

目前zui常見的具有一定的硬度鑄鐵分別為高鉻鑄鐵(高鉻白口抗磨鑄鐵)、白口鑄鐵(白口鐵)、鎳硬鑄鐵、耐磨鑄鐵、高鎳合金鑄鐵、高鉻合金(耐磨)鑄鐵、高鉻鐵、冷硬鑄鐵、高鎳鉻合金等,高鉻鑄鐵用於礦山機械、水泥機械行業配件拋丸器葉片襯板錘頭材質葉輪、泵體,冷硬鑄鐵用於製造軋輥、車輪,白口鑄鐵(白口鐵)用於犁鏵、磨片、導板鎳鉻白口鐵用於ash離心式泥漿泵,鎳硬鑄鐵立式輥磨機主要零件磨輥和磨盤。

耐磨鑄鐵主要用於機床導軌、軸承、滑塊球磨機磨球,高鎳合金鑄鐵閥門。

高錳鋼(zgmn13)主要用於常用於製造球磨機襯板,錘式破碎機錘頭,顎式破碎機顎板,圓錐破碎機軋臼壁、破碎壁,挖掘機鬥齒、鬥壁,鐵道道岔,拖拉機和坦克的履帶板等抗衝擊、抗磨損的鑄件高錳鋼有一個極大的特點就是這種材質在運用中有衝擊、擠壓情況下,表面就會出現加工硬化(形成硬化層,越用越耐磨)。

立方氮化硼刀具如何修磨

人造立方氮化硼刀具,又稱pcbn刀具,在高溫的時候還能保持高硬度的特性,主要做加工鐵件之用。立方氮化硼cbn cubic boron nitride 是利用人工方法在高溫高壓條件下合成的,其硬度僅次於金剛石而遠遠高於其它材料,因此它與金剛石統稱為超硬材料。陶瓷結合劑金剛石砂輪是磨削pcbn刀具理想的...