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整体PCBN切割刀片特性及其铣削应用

作者:展利制刀 日期:2010-9-12 10:02:00 标签: 整体PCBN切割刀片特性及其铣削应用

切削刀具材料的不断进步在机械加工技术的发展中扮演重要角色。使用新刀具材料带来的性能提高及刀具寿命的增加使得按严格的尺寸精度和表面粗糙度要求来确保大量生产零件的互换性成为可能。
PCBN(立方氮化硼)是自然界中硬度仅次于金刚石的矿物质(显微硬度达8000~9000HV)。用PCBN材料制造的刀片是加工黑色金属硬度最高的刀片。它的良好的热硬性(耐热达1400~1500℃)、抗氧化性(在1200~1300℃也不与铁系材料发生化学反应)和抗断裂韧性赋予PCBN系列刀片在实际切削中表现出极其优秀的特性。目前60%PCBN刀具用于汽车制造业,包括用于汽车发动机箱体、刹车盘、传动轴、气缸孔、发动机进出气阀座等。另外,20%的PCBN刀具用于重型设备(如轧辊等)的加工。PCBN刀具在许多需要提高加工效率的加工中也很受欢迎。随着现代制造业的快速发展,尤其是汽车制造业中柔性生产线(FMS)的大量应用为PCBN新牌号材料的应用提供很好的契机。
1 SECOMAX 系列CBN 刀片技术性能指标
表1 SECOMAX 系列CBN 刀片的技术性能指标 刀片种类 CBN含量
(%) 晶粒尺寸 粘结剂 型式
CBN10 50 2 TiC 硬质合金基体
CBN20 80 6 Ti&Al 硬质合金基体
CBN30 90 8 Al 整体
CBN100 50 2 TiC 整体
CBN150 45 0.5 TiN 硬质合金基体
CBN300 90 22 Al 整体
从表1可以看出PCBN的发展历程:从原先只有一个刃口的钎焊式刀片发展到整体式刀片(多至8个刃口)。SECO公司的CBN100整体刀片是CBN10的改进型,CBN100是细颗粒的整体PCBN刀片,PCBN含量(50%)较少,其低热传导性的特性可使切削热集中在切削区域,可大大改善淬硬钢精加工时的效果。CBN100可用于淬硬钢,硬化处理过的合金及烧结钢等一些高硬度材料的精加工,CBN150中的PCBN含量(45%)也较低,是将PCBN材料焊接在硬质合金基体上的一种刀片,具有非常出色的抗冲击韧性,可用于切削状况比较恶劣甚至断续切削的较高硬度工件的加工。
CBN300是在CBN30基础上用特殊工艺改变颗粒度尺寸大小得到的抗冲击牌号,可用于断续切削。CBN300是一种纯CBN烧结体,含PCBN量(90%)较高。具有很好的耐磨性、优良的导热性和抗冲击性,同已有的PCBN产品相比,是一种新的更成熟的PCBN产品。可用于珠光体灰口铸铁的粗精加工、淬硬钢粗加工、冷硬铸铁的加工、锰钢的加工甚至硬质合金等材料的加工。由于其良好的抗冲击性,CBN300不仅可用于车削硬材料(HRC>45),同时在铣削工件上也表现卓越,完成了PCBN刀片从车削应用到铣削应用的飞跃。
2 CBN300在铣削加工

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