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PCD/CBN刀具的切削性能

文章出處:calolan.net 作者: 人氣:3726 發(fā)表時間:2017/12/22

  由于CBN晶體與金剛石晶體都屬閃鋅礦型,且晶格常數(shù)相近,化學(xué)鍵類型相同,因而CBN具有接近金剛石的硬度和抗壓強度,又因為其是由NB原子所組成,因此具有比金剛石更高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性。

PCD/CBN刀具材料主要性能如下:

高的硬度和耐磨性

CBN單晶的顯微硬度為HV80009000,是目前已知的第二高硬度的物質(zhì),PCBN復(fù)合片的硬度一般為HV30005000。因此用于加工高硬度材料時具有比硬質(zhì)合金及陶瓷更高的耐磨性,能減少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性,尤其適用于自動化程度高的設(shè)備中,可以減少換刀調(diào)刀輔助時間,使其效能得到充分發(fā)揮。

較高熱穩(wěn)定性和高溫硬度

CBN的耐熱性可達(dá)14001500℃,在800℃時的硬度為Al2O3/TiC陶瓷的常溫硬度,因此,當(dāng)切削溫度較高時,會使被加工材料軟化,與刀具間硬度差增大,有利于切削加工進(jìn)行,而對刀具壽命影響不大。

較高的化學(xué)穩(wěn)定性

CBN具有很高的抗氧化能力,在1000℃時也不產(chǎn)生氧化現(xiàn)象,與鐵系材料在12001300℃時也不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但在1000℃左右時會與水產(chǎn)生水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具濕式切削時需注意選擇切削液種類。一般情況下,濕切對PCBN刀具壽命無明顯提高,所以使用PCBN刀具時往往采用干切方式。

良好的導(dǎo)熱性

CBN材料的導(dǎo)熱系數(shù)低于金剛石但大大高于硬質(zhì)合金,并且隨著切削溫度的提高,PCBN刀具的導(dǎo)熱系數(shù)不斷增大,因此可使刀尖處熱量很快傳出,有利于工件加工精度的提高。
具有較低的摩擦系數(shù)

CBN與不同材料的摩擦系數(shù)在0.10.3之間,大大低于硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)(0.40.6),而且隨摩擦速度及正壓力的增大而略有減小。因此低的摩擦系數(shù)及優(yōu)良的抗粘結(jié)能力,使CBN刀具切削時不易形成滯留層或積屑瘤,有利于加工表面質(zhì)量的提高。

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