1.聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的特点 PCBN刀具是以CBN颗粒为原料,在有粘结剂或无粘结剂的情况下,经高温、高压烧结而成,其结构形式有整体烧结式和带硬质合金基体的复合片。由于PCBN是以CBN为主要制成的,因此PCBN刀具具有CBN的各种优异性能,其性能指标见表1,其主要特点有: 表1各种刀具材料的力学性能 材料性能 硬质合金(K10) 陶瓷 PCBN PCD 机 械 性 能 硬度HV 15...
聚晶立方氮化硼(PCBN)超硬材料刀具的高硬度、良好的耐磨性及化学稳定性, 其在汽车制造领域的应用变得越来越广泛。对国内外学者们使用PCBN超硬材料刀具加工灰铸铁、 球墨铸铁和蠕墨铸铁的研究现状进行总结分析, 主要从刀具材料、 工艺参数、 工件材料、 切削环境及加工方式等几个方面对PCBN超硬材料刀具切削加工三种铸铁时的磨损机制进行分析,最后总结了切削不同种类铸铁材料时刀具的磨损情况。
淬硬钢是典型的耐磨和难加工材料,这类材料经过淬火或低温回火去应力后硬度高达HRC45~HRC65,具有较高的机械强度和抗疲劳磨损能力,因此淬硬钢广泛应用于各种对硬度和耐磨性要求较高的场合,如齿轮、轴承等。PCBN刀具在切削加工淬硬钢时,通常采用干式切削加工,其工作温度通常可达1000℃以上,而硬质合金、陶瓷刀具甚至金刚石刀具在如此高温下,导热系数升高,其性能会急剧的下降,影响切削的顺利进行。通常在切削温度较高时,尤其是切削淬硬材料,高温能够软化坚硬的表面层,使切削顺利进行,这时就需要PCBN刀具展现其热稳定性及高温下的优异性能,来满足切削条件的要求。
现代切削速度的不断提高和先进的集成制造速度的不断发展对现代刀具的性能提出了更高的要求,因此开发出高热稳定性和高耐磨性的超硬刀具是当今的发展趋势,聚晶立方氮化硼(polycrystalline cubic boron nitride,PCBN)超硬刀具的高强度、高耐磨性、高导热性、良好的高温力学稳定性以及高温化学稳定性等优异性能,使PCBN超硬刀具成为国内外各工业国家的研究重点。
PCBN刀具经常被用来切削加工灰铸铁、淬硬钢、轴承钢、工具钢、(球墨铸铁)粉末冶金等高硬度难加工材料,在切削过程中刀具的磨损是不可避免的。PCBN刀具的磨损通常是由多种磨损机制如机械磨损、黏结磨损和扩散磨损等共同作用的结果。当刀具的磨损量达到一定程度时,就无法保证零件的加工质量甚至会使刀具发生破损,从而致使刀具失效。为提高PCBN刀具的使用寿命,针对PCBN刀具在实际使用中常见的磨损形式进行原因分析,同时可采取以下具体措施予以改善:
汽车刹车盘对于光洁度和加工效率要求较高,通常表面粗糙度要求为Ra1.6,两制动面圆周厚薄差通常要求控制在0.009mm范围以内,平行度则要求0.04mm以内,跳动要求0.025mm的误差范围,且这些形位公差都要靠精加工保证。传统的磨削工艺已难以满足市场对形位公差车削加工的需求。PCBN刀具具有极高的硬度和耐磨性,在加工刹车盘时,显示出极大的优越性,不仅能得到满意的表面加工质量(表面粗糙度Ra1.6),提高了生产效率,而且还降低了单件加工成本,具有显著的经济效益。
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