CBN立方氮化硼
cbn立方氮化硼砂轮是什么砂轮

CBN砂轮也叫立方氮化硼砂轮,是除金刚石外的又一种超硬材料,主要用来制作砂轮,以及刀具等。
它是由三种基本成分组成:颗粒、粘合剂和基体。
(1)颗粒。
磨削颗粒是由立方氮化硼组成的,并由颗粒的大小分类。
类似于传统砂轮,磨削的速度和表面粗糙度是决定颗粒大小的关键因素。
(2)粘合剂。
类似于传统砂轮,粘合剂通过其硬度来分级,目前有4种等级类型:合成树脂、金属粘合剂、陶瓷结合剂及电镀型。
(3)基体。
是砂轮的身体部分,是影响砂轮的静态和动态强度的重要部位。
在高速旋转的情况下,基体应该以匀速的方式拉伸,因为高速的情况下离心力很大容易产生破坏
因此本品与金刚石相比,它是一种针对性强的磨削方式;与传统的磨削材料性能相比,它的表现非常优异,特别是在磨削热处理或氮化处理高硬度钢工件的时候。
CBN很难磨损,所以磨削的精度也非常好,其几何形状也保持得很好,需要的修整频率低,其转速也远远高于传统砂轮,所以磨削速度也很快、效率更高。
这时有购买需求的采购商,可以咨询郑州中拓磨料磨具有限公司进行详细的了解。
我们是一家从事CNB(立体氮化硼)超硬砂轮和金刚石超硬磨具研究、生产、销售、服务于一体的技术型和生产型制造企业。
为客户解决磨削加工过程中出现的难题。
立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用

立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用砂带作为一种柔性磨削工具,与固结磨具砂轮相比,具有磨削发热量小、磨削效率高以及形状保持性好等诸多优点,因此在现代的工业磨削加工过程中,其使用越来越广泛。
CBN砂带具有磨削的高效性,耐磨性好,高的加工表面质量和环保特性。
CBN硬度仅次于金刚石,而热稳定性,远远高于金刚石,对于Fe族金属及其合金工具有较大的化学惰性。
因此CBN磨料加工黑色金属及其金属材料是其他一般磨料所无法比拟的。
这就为硬而韧的难加工材料的加工供给了新的手段,金刚石适合于加工硬脆材料,CBN恰恰能与之互为补充。
CBN与一般磨料磨具相比具有以下优点:1、CBN的硬度比一般磨料高得多。
特别适合加工硬度高,韧性大,高温,强度高,热传导率低的材料,其金属磨除率也是金刚石的10倍。
2、CBN磨具的磨削性能非常优异,不仅能够胜任难磨材料的加工,提高生产效率,而且有利于严格掌控工件的形状和尺寸精度,还能有效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乏强度,延长了使用寿命,加添了牢靠性。
3、CBN磨具磨损少,使用周期长,磨削比较高,使用合理可获得良好的经济效果。
4、CBN磨具使用时,形状和尺寸变化极为缓慢,更适用于CNC数控加工中心加工高精度零件。
5、能长时间保持锋利的切削刃,故磨削力较小,有利于零件的精度和干净度的提高,还可以削减机床的动力消耗。
6、磨削温度较低,可以大大提高工件的表面质量,避开零件显现裂纹、烧伤、组织变化等等弊病,改善加工表面应力情形,有利于零件使用寿命的延长。
7、一般磨料砂带在人工使用过程中产生大量粉尘,对人体健康有害,长期使用会引发“矽肺病”。
CBN砂带重要的应用范围:1.含钨材料制品。
含钨钼和其他高速钢,特别是钒合金钢,钴合金钢,特种高速钢刀具的刃磨和粗磨。
2.由耐热钢、不锈钢和高硬度的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。
这些零件用一般磨具时因磨具磨损消耗或磨钝过快,而不能获得很高的精度。
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
立方氮化硼生产工艺

立方氮化硼生产工艺立方氮化硼(Cubic Boron Nitride, CBN)是一种新型的超硬材料,具有硬度高、热稳定性好等优点,在工业生产中有着广泛的应用。
其生产工艺主要包括热压法、全压法和离子束沉积法等。
热压法是制备CBN的传统方法之一。
该方法是将混合了石墨和氮化硼原料的粉末填充到模具中,然后在高温高压下进行热压。
首先,在将粉末填充到模具中之前,需要对原料进行细粉处理,主要是将杂质去除以提高材料的纯度。
然后,在模具中对粉末进行热压处理,通常温度在1700°C以上,压力在5-7GPa之间。
在高温高压下,粉末颗粒之间发生了扩散反应,形成了晶粒之间的结合。
最后,从模具中取出样品,并经过表面处理和切割加工等工艺,最终得到CBN坯体。
全压法是近年来发展起来的一种制备CBN的新方法。
该方法是将石墨和氮化硼原料一同放入模具中,并在高温高压下进行全压处理。
相比于热压法,该方法不需要对原料进行细粉处理,大大减少了生产成本。
然而,该方法的压力和温度相对较高,难以控制,从而影响了产品的质量和生产效率。
离子束沉积法是一种新型的制备CBN的方法。
该方法是利用离子束在负极下,将石墨棒和氮气等原料进行离子化反应,并在基底材料的表面上形成CBN膜。
该方法的特点是不需要高温高压,可以在室温下进行,而且可以通过控制离子束的能量和流量,来调节膜的性能。
然而,该方法的设备复杂,生产周期长,且成本较高。
综上所述,立方氮化硼的生产工艺主要包括热压法、全压法和离子束沉积法等。
每种工艺都有其特点和优缺点,可以根据具体情况选择适应的方法。
随着技术的发展,未来还有可能出现更加高效和经济的生产工艺。
立方氮化硼结构

立方氮化硼结构立方氮化硼(cubic boron nitride,简称CBN)是一种类似于金刚石的超硬材料,具有优异的物理和化学性质。
它由硼原子和氮原子通过共价键结合而成,形成了立方晶体结构。
本文将对立方氮化硼的结构和性质进行详细介绍。
一、立方氮化硼的晶体结构立方氮化硼的晶体结构属于立方晶系,空间群为Fd-3m,每个晶胞包含两个硼原子和两个氮原子。
其晶格常数为a=3.615 Å。
立方氮化硼晶体中的硼原子和氮原子交替排列,形成了类似于钻石的立方晶体结构。
这种结构使得立方氮化硼具有类似于金刚石的硬度和优异的热导性能。
二、立方氮化硼的物理性质1.硬度:立方氮化硼的硬度仅次于金刚石,居于世界之首。
它的硬度可达到48~52 GPa,是金刚石硬度的2倍以上。
这使得立方氮化硼成为制备高硬度刀具和磨料的理想材料。
2.热导性:立方氮化硼具有优异的热导性能,其热导率约为金刚石的4倍。
这使得立方氮化硼在高温环境下有良好的热稳定性,可以用于制备高温刀具和磨料。
3.化学稳定性:立方氮化硼在常温下具有良好的化学稳定性,不受大多数酸和碱的侵蚀。
这使得立方氮化硼可以用于制备耐酸碱刀具和化学反应器。
4.电绝缘性:立方氮化硼是一种优秀的电绝缘体,具有较高的电阻率。
这使得立方氮化硼可以用于制备电子元件和绝缘材料。
三、立方氮化硼的应用领域1.切削加工:立方氮化硼具有优异的硬度和热导性能,可以用于制备高硬度刀具,用于高速切削、磨削和车削加工。
它可以加工各种硬度的金属材料,如铸铁、钢、高温合金等。
2.磨料研磨:立方氮化硼作为一种超硬磨料,可以用于制备砂轮、研磨片等磨具,用于高精度磨削和抛光加工。
它在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
3.化学反应器:立方氮化硼具有良好的化学稳定性,可以用于制备耐酸碱的化学反应器。
它在化工、制药等领域有重要的应用。
4.电子元件:立方氮化硼作为优秀的电绝缘体,可以用于制备电子元件,如集成电路、高压绝缘材料等。
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。
Cubic Boron Nitride立方氮化硼

Cubic Boron Nitride立方氮化硼,缩写为:CBN或cBN。
目前,在自然界还没有找到这种物质的存在,是人工合成的一种超硬材料。
立方氮化硼(CBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料。
它不但具有金刚石的许多优良特性,而且有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。
它作为工程材料,已经广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。
同时,它又以其优异的热学、电学、光学和声学等性能,在一系列高科技领域得到应用,成为一种具有发展前景的功能材料。
立方氮化硼立方氮化硼微粉,用在精密磨削、研磨、抛光和超精加工,以达到高精度的加工表面。
适用于树脂、金属、陶瓷等结合剂体系,亦可用于生产聚晶复合片烧结体,还可用做松散磨粒、研磨膏。
黑色立方氮化硼CBN由于具有优异的化学物理性能,如具有仅次于金刚石的高硬度、高热稳定性和化学惰性,作为超硬磨料在不同行业的加工领域获得广泛的应用,现在更是成为汽车、航天航空、机械电子、微电子等工业不可或缺的重要材料,因而也得到各工业发达国家的极大重视。
合成CBN除静高压触媒法还有多种方法,如静高压直接转化法、动态冲击法、气相沉积法等,其中有些方法如气相沉积法发展很快。
但迄今为止工业合成CBN主要方法还是静高压触媒法,CBN的合成研究也主要集中于这方面。
立方氮化硼聚晶(PCBN)刀具是由许多细晶粒(0.1~100)CBN聚结而成的CBN聚集体的一类超硬材料产品。
它除了具有高硬度、高耐磨性外,还具有高韧性、化学惰性、红硬性等特点,并可用金刚石砂轮开刃修磨。
在切削加工的各个方面都表现出优异的切削性能,能够在高温下实现稳定切削,特别适合加工各种淬火钢、工具钢、冷硬铸铁等难加工材料。
刀具切削锋利、保形性好、耐磨性能高、单位磨损量小、修正次数少、利于自动加工,适用于从粗加工到精加工的所有切削加工。
精车淬硬工件是一门新工艺,实施前需做工艺试验,可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料,在同类机床上进行精加工或粗加工试验,关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。
立方氮化硼结构

立方氮化硼结构立方氮化硼(cubic boron nitride,简称cBN)是一种由硼和氮元素组成的晶体结构,具有高硬度、高熔点和优异的化学稳定性。
它的结构类似于金刚石,因此也被称为“白金刚石”。
立方氮化硼的晶体结构是由硼原子和氮原子交替排列而成的。
每个硼原子都与四个氮原子相连,形成一个立方体的结构。
这种结构使得立方氮化硼具有极高的硬度,约为金刚石的二倍。
因此,它在切削、磨削、抛光等工业应用中具有重要的地位。
立方氮化硼具有许多优异的物理和化学性质。
首先,它的熔点非常高,可达到3000摄氏度以上。
这使得立方氮化硼具有良好的耐高温性能,可以在高温环境下稳定工作。
其次,它具有优异的化学稳定性,能够抵抗酸、碱等化学腐蚀。
此外,立方氮化硼还具有良好的热导性和电绝缘性能,使其在高温和高压条件下仍能保持稳定。
立方氮化硼在工业领域有着广泛的应用。
首先,它常被用作切削工具的材料,例如刀具、磨料和砂轮等。
由于其高硬度和良好的耐磨性,立方氮化硼制成的刀具可以在高速切削和重负荷下保持良好的切削性能和寿命。
其次,立方氮化硼还可以用于制备高性能陶瓷材料,例如陶瓷刀具、陶瓷轴承等。
由于其高硬度和优异的耐高温性能,这些陶瓷材料可以在极端条件下使用,例如高温、高速和高压等环境下。
此外,立方氮化硼还可以用于制备电子元器件、光学器件和化学传感器等。
除了工业应用外,立方氮化硼还具有一些其他的应用潜力。
例如,它可以用于制备高效的光催化剂,用于光解水制氢和光催化脱氮等环境保护和能源转化领域。
此外,立方氮化硼还可以用于制备高性能的纳米电子器件,例如纳米晶体管和纳米传感器等。
立方氮化硼是一种具有高硬度、高熔点和优异化学稳定性的晶体结构。
它在工业领域有着广泛的应用,包括切削工具、陶瓷材料和电子元器件等。
此外,立方氮化硼还具有其他应用潜力,例如光催化和纳米电子器件等。
随着科学技术的不断进步,立方氮化硼的应用前景将会更加广阔。
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立方氮化硼立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石,硬度略低于金刚石,为HV72000~98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。
1957年,美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。
1简介编辑立方氮化硼cubic boron nitride立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石,硬度略低于金刚石,为HV72000~98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。
1957年,美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。
很长一段时间里,立方氮化硼被认为在自然界不存在,直至2009年,美国加州大学河滨分校、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家和来自中国、德国科研机构的同行一起,在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物,其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。
该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite(后缀ite表示矿物)。
国际矿物学协会在2013年8月正式承认了这是一种新的矿物——立方氮化硼。
其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似,因此它具有高密度的特性,硬度可媲美钻石,常被用作磨料和刀具材料。
立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。
立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的,是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。
它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性,以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能,它的硬度仅次于金钢石,但热稳定性远高于金钢石,对铁系金属元素有较大的化学稳定性。
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,还能有效地提高工件的磨削质量。
立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献,导致磨削发生革命性变化,是磨削技术的第二次飞跃。
2分类编辑立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。
单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000~8000兆帕、温度为800~1900℃ 范围内制得。
典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。
立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。
工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的,颗粒尺寸通常在1毫米以下。
它具有优于金刚石的热稳定性和对铁族金属的化学惰性,用以制造的磨具,适于加工既硬又韧的材料,如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。
用立方氮化硼磨具磨削钢材时,大多可获得高的磨削比和加工表面质量。
3制作方法编辑立方氮化硼多晶烧结体的主要制法有:①用立方氮化硼微粉和少量结合剂(如钴、铝、钛和氮化钛等),在压力4000~8000兆帕、温度为1300~1900℃下烧结而成;②以立方氮化硼微粉和结合剂为一层,以硬质合金(片或粉)为一层,在上述压力、温度下把两者烧结在一起,制得带立方氮化硼硬质合金衬底的多晶烧结体,这种烧结体具有高的强度,同时保持立方氮化硼的原有理化性能,可制成直径达16毫米的圆片,切割加工成适当形状后,作为车刀和镗刀的刀头,适于切削淬火钢、铸铁和镍基合金等。
4最新新闻编辑腾讯科学讯(悠悠/编译)据美国连线杂志报道,钻石并不是世界上最坚硬的材料,目前,1月份出版的《自然》杂志撰文指出一种最新材料已超越了钻石的硬度。
科学家人工合成纳米等级的立方氮化硼科学家最新人工合成纳米等级的立方氮化硼,其硬度已超越钻石,成为世界上最硬的物质来自芝加哥大学等多所高校科学家组建的一支研究小组指出,超硬材料立方氮化硼是将氮化硼微粒压缩成一种超坚硬物质形式。
科学家测试结果显示,这种透明的材料甚至超越了钻石的硬度,其维氏硬度达到108 GPa,而合成钻石的维氏硬度为100 GPa,并且该材料是商用立方氮化硼硬度的两倍。
这种材料的最大秘密在于纳米结构,田永军(音译)和其它研究人员开始使用类似洋葱结构的氮化硼微粒(像俄罗斯套娃玩偶结构)在1800摄氏度高温下压缩至15GPa,大约承受汽车轮胎压力值的68000倍,这种晶体材料将重组,形成纳米结构。
在纳米晶体结构下,邻近的原子共享一个边界,这就像是一些公寓住宅。
为了使这种材料变得更加坚硬,科学家降低了这些微粒的体积,从而使它变得更加坚硬,无法被刺穿。
田永军解释称,这种纳米结构可以使物质变得更坚硬,难以被刺穿,对于氮化硼而言,维持特征强度的平均尺寸是4纳米,但相应的结果立方氮化硼在高温环境下非常稳定。
未来这种超硬材料与当前商用较低硬度的立方氮化硼价格相当,或许未来可用于机械加工、碾磨、钻探、切削工具,以及用于制造科学仪器。
[1]5应用范围编辑立方氮化硼[2]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,且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,再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为好,所以,扩大立方氮化硼磨具的生产和应用是机械应用是机械工业发展的必然趋势。
1.含钨、含钨钼和其它高速钢,特别是钒合金钢,钴合金钢、特种高速钢刀具的刃磨和粗磨。
⒉由耐热钢,不锈钢和高硬度的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。
这些零件用普通磨具时因磨具消耗或磨钝过快,而不能获得很高的精度。
3.对局部热应力和热冲击敏感的各种材料(如铸磁体,铁淦氧)零件的磨削。
4.大型精密工件(机床导轨,高精度机床的丝杠)的精磨和终磨。
这些工件往往由于磨削温度高而引起较大的热变形,从而未能获得高的精度。
5.在自动和半自动机床上大批量生产的工件(仪表和微型轴承的零件)的精磨和终磨。
⒍要求磨具具有良好的棱角保持性的复杂型面工件(插齿刀,拉刀,高精度齿轮,靠模,冲头)的磨削。
7。
螺纹刀具和螺纹量规(丝锥,螺纹滚子,螺纹塞规等)的型面磨削。
8.难加工耐热钢工件的超精加工。
9.其它钢淬火工具的珩磨。
6切削应用编辑用PCBN刀片精车淬硬钢加工硬铸铁和灰口铸铁高速镗削铸件孔铰削淬硬钢或硬铸件小孔材料切削采用PCBN刀具精车淬硬钢,其工件硬度高于45HRC,效果最好。
其切削速度一般为80~120m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如车硬度为70HRC的工件,其切削速度宜选60~80m/min。
精车的切深在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。
若能采用刚性好的标准数控车床加工,PCBN刀具的刚性好和刃口锋利,则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm,尺寸精度可达0.01mm,可达到用数控磨床加工的水平。
如果机床刚性好,选用的切削速度较低,则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。
精车加工余量一般为0.3mm左右,尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形,以保证精车时切削余量均匀,延长PCBN刀具的使用寿命。
精车一般不用切削液,因为在较高的切削速度下,大量的切削热由切屑带走,很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。
精车刀片宜选用强度和韧性高的80°菱形刀片,刀尖半径在0.8~1.2mm之间,为保护刀具刃口,使用前需用细油石倒棱。
精车淬硬工件是一门新工艺,实施前需做工艺试验,可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料,在同类机床上进行精加工或粗加工试验,关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。
该工艺目前国内已经采用,如一汽集团用PCBN刀具加工渗碳淬火(58~63HRC)的20CrMnTi变速箱齿轮拨叉槽,采用的工艺参数为Vc=150m/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~0.3mm,实现了以车代磨。
加工铁用PCBN刀具车削淬硬钢时,要求工件淬火硬度高于45~55HRC,加工硬铸铁时,只要硬度达到中等硬度水平(45HRC),就会取得良好的加工效果。
如汽车发动机缸盖上的排气阀座,该阀座是采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料,其硬度一般约为44HRC,其阀座上孔采用锪(铰)、车两种工艺,大多是在专用自动线上加工,与枪铰导管孔一道进行。
所采用的切削用量为:Vc=71.6m/min,Vf=26.5mm/min,ap=1.0mm,采用BC拉削油,自采用PCBN刀具加工后,与以往采用的各种硬质合金刀片加工相比,刀具平均耐用度为1200件,加工表面粗糙度为Ra0.4μm,阀座面摆差≤0.05mm。
东风汽车公司发动机厂自1988年使用PCBN刀具后,其效果一直保持稳定,较好地解决了引进设备的刀具国产化问题。
随着中国汽车制造业的高速发展,国内刀具行业也异常活跃,蓬勃发展,国内外的刀具公司都看中了中国这个大市场,国际上著名的刀具和刀辅具公司及其产品几乎都进入了中国,如瑞典的Sadvik携旗下Coroman、Titex、Walter,等公司,德国的Mapal、laitz、Guhring,以色列的Iscar、日本的OSG,大昭和等,美国的Valinite、Ingosoll,等。
这些外国刀具公司在刚进入中国时,对中国超硬刀具市场的发展估计并不足,有的仅是委托中国代理商销售一部分刀具,售后服务等工作还未能有力跟上,逐渐地他们认识到这个市场的重要性,开始在中国设立办事处,并进而在中国进行直接销售,原来实行的单一代理方式也开始变化,近两年更有了新的本质的变化,很多国外刀具公司开始在中国设厂,直接在中国当地制造刀具、提供各种服务,如山高公司在上海设立了制造工厂,山特维克在廊坊设立了工厂,住友电气在天津设立了工厂,肯纳、欧士机等在上海都设有,蓝帜公司在南京新扩建了其工厂,增加了刀具制造和刃磨设备,格林公司在上海的具有珩磨刀具制造和修磨功能的工厂也即将正式开业。
专门制造和修磨各种客户需求的特殊刀具,其特点是反应快,不管批量大小,且能及时到现场进行直接技术支持。
另外以舒伯哈特公司为首的专业做超硬刀具的公司也同样在上海设立了生产工厂,专门进行超硬刀具如金刚石刀具和CBN刀具的加工和修磨工作,其业务量也很大,帮助不少客户解决了超硬刀具的修磨工作。
铣削铸铁高速铣削灰铸铁时,一般粗加工当然可以使用K类硬质合金,精加工可用氦化硅陶瓷刀片。
如在一个装有8块刀片的端铣刀上改用只装对称式的两片PCBN刀片,并将切削速度提高4倍,其结果是金属切除率相同,而切削力却下降3/4,刀具寿命与加工质量超过前者。
对珠光体铸铁与冷硬铸铁,也宜采用PCBN刀具进行高速加工,与其它刀具材料比较,可提高切削速度、延长刀具寿命、降低了表面粗糙度。