立方氮化硼刀具的种类与使用
立方氮化硼刀具牌号简介

立方氮化硼刀具牌号简介
ZB系列:
(1)ZB1000(ZB1000x)
结构:整体聚晶。
特点:具有高硬度,高耐磨性和良好的热稳定性。
适合淬火钢系列零件的加工。
用途:断续,连续,中高速,半精和精车,高速钢,齿轮,轴承轧辊,渗碳堆焊等零件的加工。
(2)ZB3100(ZB2100)
结构:整体聚晶。
特点:具有高硬度,高耐磨性和良好的热稳定性。
良好的耐冲击性能,适合高硬度材料的加工。
用途:断续,低中速,粗糙加工,高铬,高镍,合金铸铁,冷硬铸铁和高速连续加工灰铸铁,硼铸铁球,墨铸铁,耐热合金钛合金等材料。
(3)ZB4000
结构:整体聚晶。
特点:具有很好的耐磨性和耐热性能,可高速连续切削脆性材料。
用途:高速半精车,精车,高硬度铸铁和球墨铸铁类零部件。
ZF系列
(1)ZF5000
结构:合金衬底复合型氮化硼聚晶
特点:硬度高,耐磨性优,可高速连续切削。
用途:适于加工,精加工,淬火钢系列零件。
(2)ZF6000
结构:复合型聚晶氮化硼
特点:具有良好的耐磨性和抗冲击性能,用于高速连续精加工,半精加工。
用途:精车刹车盘,刹车盘彀发动机缸套等,灰铁,球铁,蠕墨铸铁等零件的高速加工。
立方氮化硼刀具(CBN刀片)资料大全

推荐刀具牌号
高硬度铸铁 (硬度:HRC3568) 硬钢 (硬度≥HRC45)
粗加工 精加工 粗加工 精加工 粗加工 精加工
BN-K1 BN-K10 BN-S10,BN-S20 BN-S200,BN-H10, BN-H11,BN-H20, BN-H21 BN-S30,BN-S300 BNK30,BN-K10
02
剥落
铣削钢和铸铁端面时,在前刀面上常出现 的贝壳状剥落。出现此类情况,可通过提 高切削速度、降低进给量,使用有负倒棱、 刃口经过钝化处理的刀片。
03
碎断
断续切削工件时常发生的破损形式,这是由 于断续切削高硬度工件时冲击载荷过大、短 时间切削后即发生的早期破损,虽然切削条 件适当,但切削较长时间后,没有及时换刀, 由于刀具材料疲劳就发生了大块的断裂。
汽 车 行 业
02
CBN刀具的应用
重载切削
高速切削
CBN刀具 的应用
以车代磨
干式切削
3
CBN刀具的切削参数
常规切削参数 华菱超硬CBN刀具切削参数 切削公式
03
CBN刀具的切削参数
常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ切削参数
粗加工时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度,故一般优先选择尽可能大的切削深 度ap,其次选择较大的进给量f,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度。精加工时,首先应 保证工件的加工精度 和表面质量要求,故一般选用较小的进给量f和切削深度ap,而尽可能选用较高 的切削速度υ c。 加工材质 硬铸铁 灰铸铁 淬火钢 耐热合金 切削速度 Vc(m/min) 70 ~ 150 400 ~ 1000 60 ~ 140 100 ~ 240 进给量 Fr(mm/r) 0.15 ~ 0.5 0.15 ~ 0.5 0.15 ~ 0.5 0.05 ~ 0.3 吃刀深度 ap(mm) 0.12 ~ 2.0 0.12 ~ 2.0 0.2 ~ 2.5 0.1 ~ 2.5
立方氮化硼刀具五大力学性能三大加工范围

立方氮化硼刀具五大力学性能、三大加工范围立方氮化硼是20世纪70年代才发展起来的一种新型刀具材料,它是继人工合成金刚石之后,利用高温、高压技术获得了第二种无机超硬材料,它具有以下几方面的优良的物理力学性能。
(一)CBN硬度大CBN是现阶段最硬的材料之一,其围观硬度大约为(8000~9000HV),仅次于金刚石(9000~10000HV)的硬度。
在加工淬火钢及灰铸铁时,CBN刀具的耐磨性比硬质合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多,因此能保证达到高的加工精度和高的刀具耐用度。
(二)CBN热稳定性好CBN的耐热性可达1400~1500℃,比金刚石的耐热性(700~800℃)高得多,CBN在1370℃以上才由立方晶格而开始转化。
CBN在不同温度下的硬度比Al2O3+TiC陶瓷及硬质合金都高。
由于CBN的这一特性,用来加工高温合金(如高镍或高钴基耐热合金)时,CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4-6倍。
CBN和金刚石不一样,它与铁系元素亲和力削,直到1200~1300℃时也不易与铁系元素起化学反应。
金刚石的热稳定性欠佳,在700~800℃就开始碳化,形成CO2而完全失去硬度。
且易于与铁系元素起反应,因此金刚石刀具不适宜加工钢铁材料。
CBN没有金刚石的这个缺点,故能加工许多硬质材料。
(三)CBN的化学惰性很大。
它和金刚石不一样,与铁系材料直至1200~1300℃时也不易起化学作用。
因此,CBN刀具可用于加工淬火钢和铸铁,粘结磨损和扩散磨损都很小。
而金刚石则不适宜加工这类材料。
CBN在1000℃以下不会产生氧化现象。
试验证明,在空气重加热到1000℃时,CBN晶体与氧化合,在表面产生一层氧化硼薄膜,它像保护层一样,可防止进一步氧化。
但是,CBN在高温下与水要起化学反应BN+3H2O=H3BO3+NH3。
由于水解作用,造成大量CBN被磨损。
因此在湿式切削时,要注意选择切削液。
在高温下切削时,一般采用干切削。
(四)CBN具有良好的导热性CBN的导热性大大地高于陶瓷和硬质合金,但赶不上金刚石。
立方氮化硼刀具切削冷硬铸铁的优势

立方氮化硼刀具切削冷硬铸铁的优势(1)切削速度高:用DLSF立方氮化硼复合片切削球墨冷硬铸铁,可以使用较高的切削速度。
刀具几何参数为0=—3。
0=8。
r=84。
s=0。
=0.6mm,01=6。
b=0.3mm。
当Vc=60m/min,p=0.3mm,f=0.22mm/r时,切削160min后,后刀面只磨损了0.16mm。
而使用YG6X硬质合金刀具的切削速度只有6.6m/min,仅为立方氮化硼刀具的1/9。
(2)耐用度高:用德国比尔斯公司生产的立方氮化硼圆刀片,以Vc=40m/min、f=0.16mm/r的切削用量加工HRC55的冷硬铸铁,刀具耐用度为500min,而用陶瓷刀具加工时刀具耐用度只有5min。
立方氮化硼刀具的耐用度是陶瓷刀具的100倍。
(3)加工精度和表面质量好:用硬质合金刀具车削HRC50的表面喷涂冷硬铸铁轧辊,当Vc=20m/min、p=0.3mm、f=0.22mm/r时,圆度误差高达0.5mm,表面粗糙度Ra为12.5m;而使用立方氮化硼刀具车削,切削速度提高了,圆度误差很小,表面粗糙度Ra小于0.8m。
(4)金属切除率高:用立方氮化硼刀具切削冷硬铸铁轧辊,可以获得极高的金属切除率。
例如,当Vc=6lm/min、p=/mm、f=0.94mm/r时,金属切除率达400cm3/min,刀具几乎没有磨损。
(5)可以代替磨削:ASH离心式泥浆泵是用极耐磨的镍铬白口铁制造的。
这种材料极难切削,以前认为只能用磨削加工,但磨削时的高温会使工件产生热裂纹。
现在可以采纳立方氮化硼复合片以车代磨。
这种刀具抗弯强度高,经得起冲击载荷。
采纳PCBN圆形刀片,粗车时,Vc=55m/min,p=3mm,f=0.25mm/r;精车时,f=0.2mm,表面粗糙度Ra为0.8m。
此外,还可以铣代磨加工镍铬白口铁,也采纳圆形带倒棱的PCBN复合片做成铣刀,以Vc=175~225m/min、f=0.1~0.25mm/z、p=0.5~2.5mm的用量进行铣削,表面粗糙度Ra可达2~2.5m。
立方氮化硼刀片的硬度

在1200℃下热稳定性很好,在高温的时候还能保持高硬度的特性,主要做加工黑色金属使用用;
立方氮化硼刀具与加工有色金属材料的金刚石刀具统称为超硬刀具
立方氮化硼刀片硬度在HRC97左右,适合加工HRC35—HRC79硬度之间的高硬度材料,也适合高速切削普通灰口铸铁和球墨铸铁,
抗冲击性和耐磨性的完美平衡。
可高速高效精加工;亦可用于普通机床,进行低/中速状态下的粗加工和半精加工;广泛应用
于灰铸铁,耐磨合金铸铁,夹砂、白口铸铁和各种铸钢,淬硬钢材料的加工。
可承受大切深、大走刀,能适应断续切削。
全面介绍立方氮化硼性质及在磨具、刀具应用

立方氮化硼的性质1.立方氮化硼的物理性质纯净的CBN是无色透明的。
由于原料纯度及合成工艺的影响,可呈现黑色、褐色、琥珀色、橘黄色、黄色等。
CBN的理论密度为3.48g/cm3,实际密度3.39~3.44g/cm3.常压下CBN的熔点在3000℃左右;10.5MPa压力下,熔点在3220℃左右。
室温下的热传导率为1.3KW·K-1·m-1,导热性也很好。
其热膨胀系数为3.5X10-6K-1,也较小,但稍高于金刚石。
CBN的折射率为2.117,电阻率为102~1010Ω·cm,介电常数为4.5。
2.立方氮化硼的机械性质强度:抗压强度为7.2GPa,抗弯强度为294MPa。
中国国家标准规定,对于70/80粒度,I 型CBN的单颗粒抗压强度不低于19.6N,II型CBN的单颗粒抗压强度不低于27.44N。
3.立方氮化硼的化学性质立方氮化硼的化学组成为43.6%B和56.4%N。
主要杂质有SiO2、B2O3、Al2O3、Fe、Mg、Ca等。
立方氮化硼的热稳定性和对铁族元素及其合金的化学惰性明显优于金刚石。
金刚石在500~700℃时就开始氧化,且由于反应产物是气体(CO2),金刚石的破坏会继续直到消耗完为止。
CBN在800℃以上开始与空气或氧气发生作用生成B2O3!CBN的硬度虽比金刚石低,但由于其与含铁黑色金属的化学惰性和较好的热稳定性,使其金属磨除率达到金刚石的10倍,很快地解决了淬火钢等硬而韧的难磨金属材料的加工问题。
这也是CBN得以较快发展的原因。
立方氮化硼在磨具方面的应用由于立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异,不仅能胜任难磨材料的加工,提高生产率,有利于严格控制工件的形状和尺寸精度,还能有效地提高工件的磨削质量,显著提高磨后工件的表面完整性,因而提高了零件的疲劳强度,延长了使用寿命,增加了可靠性,加上立方氮化硼磨料生产过程在能源消耗和环境污染方面比普通磨料生产好,所以,扩大立方氮化硼磨料磨具的生产和应用是机械工业发展的必然趋势。
立方氮化硼刀具(CBN刀具)牌号及切削参数选用表

华菱超硬是硬材料加工行业中知名的刀具,致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
加工高硬度铸铁的立方氮化硼刀具牌号说明:立方氮化硼刀 具抗冲击韧性(抗断裂性能/抗崩损性能)BN-K1>BN-S30 > BN-S300 >BN-k10 >BN-K11.而高温耐磨性能顺序反之。
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
立方氮化硼刀具(CBN 刀具)牌号及切削参数选用表
立方氮化硼刀具(CBN 刀具)常用的三大领域(硬钢,硬铸铁, 珠光体灰铸铁和球铁) 所适用的 CBN 刀具牌号及对应切削参数范 围,按照图表形式概括如下,一目了然:
备注:加工硬钢时,BN-S20 和 BN-S200 牌号为整体聚晶立方氮化硼 刀片,BN-H10,BN-H11,BN-H20,BN-H21 为焊接 CBN 刀刀具,致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
备注:切削参数可根据所用机床、系统刚性,及工件动平衡性视具体 情况进行微调。
华菱超硬是硬材料加工行业中知名的刀具,致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
立方氮化硼材料的CBN刀片与CBN砂轮知识

立方氮化硼材料的CBN刀片与CBN砂轮知识目前,CBN(立方氮化硼材料)常用语制作CBN刀具和CBN砂轮等切削工具和磨削工具用于加工黑色金属材料,实现高速切削和高速磨削,并对于难加工材料中广泛应用,不但提高加工效率而且大幅度提高了加工精度和尺寸公差。
目前CBN刀具的应用相当普遍,而CBN砂轮由于高速磨削磨床设备的经济性,普及面不广。
如何提高生产效率、降低制造成本,以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品,通过不断的努力,以及为了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用,在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。
所以笔者相信,随着国内高速磨削的普及和高速磨床设备的技术发展,必将带来新的磨削技术革命,届时,CBN砂轮为基础的高速磨削将与CBN刀具一起成为高速加工的普遍性革命。
CBN(立方氮化硼)材料的知识CBN是立方氮化硼英文名称(CubicBoronNitride)的缩写,它是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料,广泛地用于机械加工工业。
各工业发达国家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。
专家研究表明:当温度达到700℃左右时,金刚石的硬度会有较明显的下降趋势,而CBN材料仍能保持相当的硬度。
这说明CBN的热稳定性(红硬性)明显优于金刚石。
由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用,因此,由纯碳元素组成的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。
而CBN由硼、氮两种元素组成,高温时不容易和铁系金属发生化学反应,CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为了可能。
立方氮化硼刀具的知识PCBN是聚晶立方氮化硼英文名称(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)的缩写。
由PCBN刀具坯料经过切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切削性能,主要表现在以下几个方面:高硬度和耐磨性CBN的硬度仅次于金刚石,对于可切削黑色金属的刀具材料来说,PCBN刀具的硬度最高。
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立方氮化硼刀具的种类与使用作者:叶伟昌来源:《中国机械与金属》立方氮化硼刀具过去主要用于精加工,近十几年来通过改进生产工艺,控制原料纯度和晶粒尺寸,采用复合材料和热压工艺等,其脆性有了重大改进,韧性提高,使用可靠性大大改善,已可作为常规刀具在生产中应用,对提高工效、保证产品质量起重要作用。
立方氮化硼刀具材料的性能特点立方氮化硼刀具是指用立方氮化硼(CBN)做成切削部分的刀具。
立方氮化硼(CBN)是氮化硼BN的同素异构体之一,结构与金刚石相似,是用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。
其硬度仅次于金刚石(显微硬度可达8000~9000HV),且热稳定性高(达1250~1350℃),对铁族元素化学惰性大,抗黏结能力强,用金刚石砂轮即可磨削开刃,故适于加工35HRC以上的硬质材料,如各种淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等)、冷硬铸铁、钴基和镍基高温合金、硬质合金、表面喷涂(焊)材料等高硬及耐磨材料,也可用于钛合金、纯镍、纯钨及其它材料的加工。
它是以车、铣代替磨削的最佳刀具之一。
用立方氮化硼刀具加工淬硬钢的表面粗糙度为Ra1.60.4μm,精度可达IT7IT6。
图1所示为用CBN刀具硬车削钨基合金的情形。
图1 用CBN刀具车削钨基合金上海通用汽车公司在一条发动机柔性生产线上,用山高刀具(上海)公司生产的立方氮化硼CBN300刀片面铣刀铣削发动机缸体平面(铸件),切削速度高达1600m/min,进给速度为5000mm/min。
表1中列出了立方氮化硼与金刚石两种超硬材料性能的对比。
表1 立方氮化硼於金刚石的性能对比立方氮化硼刀具也有使用上的局限,如其脆性较大,强度和韧性较差,不适用于冲击负荷下的间断表面加工。
此外,用它加工软的铁族元素材料时,因易于产生长切屑,擦伤刀具前刀面并形成积屑瘤,会导致切削力的波动而损坏刀具。
为了提高氮化硼刀具的抗冲击性能,目前已研制出以类石墨的六方氮化硼(g-BN或h-BN)为原料,用爆炸法合成出的一种新型WBN材料(WBN是属铅锌矿结构的BN)。
它具有很高的韧性和烧结活性,极易转变为CBN,并易于和CBN共同烧结成强度和硬度接近CBN水准的聚晶体。
WBN及CBN的两相烧结体是用WBN的韧性去弥补CBN的脆性,其抗冲击强度较单纯的CBN烧结体提高60%,断裂韧度提高2.53倍,抗挠曲强度提高1倍左右,抗压强度与硬质合金相当,热稳定性为1100~1200℃。
可用来加工间断表面的工件,例如齿轮的齿面、堆焊表面或有沟槽的工件。
目前,WBN及CBN的两相烧结体刀具已在美国、日本和俄罗斯等国家的汽车行业中广泛应用,如用於加工连杆、挺柱体、汽缸套、刹车制动轮、曲轴、飞轮、各种泵壳类零件的车、镗和铣削等工序中。
1.立方氮化硼刀具的种类目前生产上常用的立方氮化硼刀具有三种:整体聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具、聚晶立方氮化硼和硬质合金的复合刀片(PCBN/CC)和电镀立方氮化硼刀具。
其中,前两类刀具使用最多。
PCBN是在高温、高压下,将许多CBN单晶粉聚晶成的多晶体材料,是CBN单晶粉的烧结体。
PCBN/CC是在强度和韧性较好的硬质合金基体上,烧结或压制一层0.5~1mm厚的PCBN而成的一种复合刀片,它解决了立方氮化硼刀片的抗弯强度低和镶焊困难等问题。
PCBN/CC可用焊或机夹方式制作刀具。
例如美国GE(通用电器)公司生产的BZN刀片、俄罗斯的Toma-10刀片、日本住友电工公司的BN刀片,以及我国生产的LDP-J-CF、DLS-F、LF和LBN-Y型等系列刀片均为PCBN复合刀片。
电镀立方氮化硼刀具是用电镀埋砂的方法,以金属镍、铜和钴等作结合剂,把CBN的细小颗粒包镶在一定尺寸和几何形状的刀具基体表面上,再经过适当修磨制成。
郑州磨料磨具磨削研究所生产的电镀立方氮化硼铰刀即属此类刀具。
图2-图4所示为生产中常用的几种立方氮化硼刀具。
图2 加工壳体零件的CBN装配式面铣刀图3 装有CBN刀片的镗刀图4 电镀CBN铰刀正确选用刀片的品种与牌号不同品种的PCBN刀具,由于其组成成份不同,切削性能有很大差异,选用时须加以注意。
目前PCBN刀具不像硬质合金那样在国际上有统一的分类,各生产厂都有各自的品种与牌号,使用时须参照厂家产品样本选择。
PCBN的性能与CBN的粒度、含量及结合剂的种类有关,按其组织大致可分为两大类:一类是不加结合剂由CBN晶粒直接烧结而成,CBN含量多(70%以上),硬度高,适用於耐热合金、铸铁和铁系烧结金属的切削加工;另一类是以CBN晶粒为主体,通过陶瓷结合剂(主要有TiN、TiC、TiCN、AlN、Al2O3等)烧结而成,这类PCBN中CBN含量少(70%以下),硬度低,适用於淬硬钢的连续切削加工。
而对于淬硬钢的高速断续切削加工,可选用国外新开发出来的PCBN新品种Sumiboron BNX25,它具有高的抗月牙洼磨损能力,在高速断续切削时对断裂和折断引起的刀具失效有很高的抵抗能力。
用BNX25加工淬硬钢时推荐的切削条件是切削速度为120~200m/min,进给量为0.15~0.3mm/r和背吃刀量为0.2~0.5mm。
CBN的晶粒尺寸大致分为三类:粗晶粒(晶粒的平均尺寸为20~50μm)、中晶粒(10~20μm)和细晶粒(2~10μm)。
晶粒尺寸越大,耐磨性越好,刀具寿命越高,但刃口品质差,难以制成高精度刀具。
相反,细晶粒刀具,切削刃的刃口品质好,加工表面品质好。
因而目前聚晶的晶粒不断细化,并已有1μm、甚至有0.5μm以下的细晶,需根据粗、精加工等不同工序要求,选用不同大小的晶粒。
2.选用合理的刀具几何参数由于立方氮化硼材料的脆性较大,强度较低,故刀具前角通常取γ0=0°~-5°,后角α0=6°~15°。
为了提高刀刃强度,刃口上须磨出负倒棱,倒棱宽度可取br1=0.1~0.3mm,倒棱前角γ0=-6°~-20°;刀尖需适当修圆,修圆半径rε=0.2~0.8mm。
但刀尖修圆半径和负倒棱越大,会使切削力增大,发生颤振的机会也增多。
因此当机床-夹具-刀具-工件的系统刚性不足时,尤其是在加工细长工件时,不宜采用过大的刀尖半径和负倒棱。
表2所示为我国贵州第六砂轮厂生产的DLS-F(PCBN)刀片在加工不同工件材料时刀具几何参数的应用实例。
表2DLS-F(PCBN)刀片在加工不同工件材料时的刀具几何参数用立方氮化硼可转位面铣刀铣削45HRC以上的钢及铸件时,背前角和侧前角的组合常采用双负前角型结构,一般为-5°~-7°,主偏角为45°~75°,负倒棱尺寸为br1×γ01=0.2mm×-20°,切削刃钝圆半径rn=0.05~0.13mm。
3.选取合适的切削用量立方氮化硼刀具主要用于精加工和半精加工,因此背吃刀量一般较小,通常在2mm以下;进给量为0.05~0.4mm/r。
但由于刀具上作有负倒棱,因此进给量选择时必须大于负倒棱的宽度值。
此外,用立方氮化硼刀具切削淬硬钢及冷硬铸铁等高硬度材料时,当切削速度高于一定数值后,切削速度与刀具寿命之间的关系不再符合泰勒公式,即随切削速度的提高,此时刀具寿命不但不会降低,反而会有所增加。
这是因为,随切削速度的提高和切削温度上升,被切削层金属软化,硬度降低,而立方氮化硼刀具由于热稳定性较高而并不软化,致使刀具与工件二者的硬度差加大,刀具磨损减慢,使切削加工更易于进行,这一特性称为金属软化效应。
只有当切削温度超过刀具耐热温度后,刀具寿命才会降低。
因此,在用不同牌号的立方氮化硼刀具切削不同的工件材料时,都有一个最佳切削速度范围,使用时必须注意。
例如,用DLS-F刀具切削高速钢(62~64HRC)时的最佳切削速度以60~70m/min为宜。
由于有金属软化效应,所以立方氮化硼刀具最适用于硬态材料的高速切削、干式切削等先进切削加工工艺,如加工60HRC以上硬度的工件,其寿命要高出硬质合金刀具10倍以上。
表3中列出了CIRP(国际生产工程学会)推荐的PCBN刀具的切削用量。
表4为四川成都工具研究所同四川广汉超硬材料厂研制的LDP-J-CFⅡ型聚晶立方氮化硼刀具推荐的切削用量。
表3中列出了CIRP(国际生产工程学会)推荐的PCBN刀具的切削用量表4 LDP-J-CFⅡ型聚晶立方氮化硼刀具的切削用量4.防止水解作用的方法尽管立方氮化硼刀具能承受1300~1400℃的切削温度,但应注意,CBN在高温(1000℃左右)下,会同水蒸气及空气中的氧起反应,生成氨和硼酸(BN+3H2O→H3BO3+ NH3),这种化学反应称为水解作用,会加速刀具的磨损。
因此在湿式切削时,忌用水溶液作切削液,须用带极压添加剂的水溶液或极压切削油以减弱水解作用。
还应指出,由于CBN刀具的热稳定性高,切削液对刀具寿命和加工表面粗糙度的影响不大,加之高速切削硬质材料时金属有软化效应,所以有条件时可采用高速干式切削,并且干式切削还有利于环境保护和操作工人健康,降低生产成本。
5.选用合适的机床设备使用立方氮化硼刀具的机床必须刚度高、功率大、转速高,才能充分发挥它的性能,取得良好经济效益。
此外,机床精度也要好,装夹工件的夹具和夹紧装置,必须可靠性强,以免加工时产生振动,使刀具破损。
必须指出,目前生产中不少机床设备还不能满足立方氮化硼刀具的加工要求,所以立方氮化硼刀具的潜力未能得到充分发挥,今后随着数控机床(NC)和加工中心(MC)等高效设备应用的增多,必将进一步推动立方氮化硼刀具的使用。
6.刀具使用前的刃磨与检验立方氮化硼刀具使用前,需将前、后刀面进行研磨,以减小切削过程中的摩擦,同时也可提高切削刃的直线度,防止刀具的非正常磨损。
另外,在使用前要用50倍以上的放大镜检查切削刃的刃口品质,以控制刃口的锯齿边,不然会影响刀具使用寿命和加工品质。
7.PCBN刀具的非常规使用人们通常认为,PCBN刀具不适于切削低碳钢类的工件,因为会产生长切屑,擦伤刀具前刀面并产生很高的热量,进而加快刀具的热化学磨损。
然而这种情况只有在高温时才会发生,PCBN刀具的硬度在600℃左右时才会降至与室温时的硬质合金相当,在切削温度不高时,PCBN刀具是不会产生热磨损的。
因此,只要选用合适的切削用量,PCBN刀具同样可以切削低碳钢,并且比使用涂层硬质合金刀具和金属陶瓷刀具有更高的使用寿命,如图5所示。
图5 用CBN涂层硬合金和金属陶瓷刀具立铣低碳钢立方氮化硼刀具发展新趋势立方氮化硼刀具是一种先进的切削刀具,应用前景广阔。
首先在精加工和半精加工时,在某些情况下甚至粗加工工序中,用其加工淬硬钢、冷硬铸铁、35HRC以上的钴基和镍基高温合金及其它难加工材料也是有效的。