立方氮化硼刀具的種類:
立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物質(zhì),有單晶體和多晶體之分,即CBN單晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystallinecubicbornnitride,簡稱PCBN)。
CBN是氮化硼(BN)的同素異構(gòu)體之一,結(jié)構(gòu)與金剛石相似。
PCBN(聚晶立方氮化硼)是在高溫高壓下將微細(xì)的CBN材料通過結(jié)合相(TiC、TiN、Al、Ti等)燒結(jié)在一起的多晶材料,是目前利用人工合成的硬度只次于金剛石的刀具材料,它與金剛石統(tǒng)稱為超硬刀具材料。PCBN主要用于制作刀具或其他工具。
PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質(zhì)合金復(fù)合燒結(jié)的PCBN復(fù)合刀片。
PCBN復(fù)合刀片是在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金上燒結(jié)一層0.5~1.0mm厚的PCBN而成的,其性能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性,它解決了CBN刀片抗彎強(qiáng)度低和焊接困難等問題。 陶瓷刀具材料種類一般可分為氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、復(fù)合氮化硅一氧化鋁基陶瓷三大類。成都數(shù)控刀具批發(fā)
刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時(shí)要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此,刀具材料應(yīng)具備如下一些基本性能:(1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。(2)強(qiáng)度和韌性。刀具材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度和韌性,以便承受切削力、沖擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃。(3)耐熱性。刀具材料的耐熱性要好,能承受高的切削溫度,具備良好的抗氧化能力。(4)工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。刀具材料應(yīng)具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能價(jià)格比。成都數(shù)控刀具批發(fā)可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具由簡單的車刀、面銑刀擴(kuò)大到各種精密、復(fù)雜、成形刀具領(lǐng)域。
切削刀具與加工對象的力學(xué)性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能參數(shù)要相匹配。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。
①刀具材料硬度順序?yàn)椋航饎偸毒?gt;立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質(zhì)合金>高速鋼。
②刀具材料的抗彎強(qiáng)度順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>陶瓷刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。
③刀具材料的韌度大小順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。
刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃;焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上;機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機(jī)械夾固結(jié)構(gòu);瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)。各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上;鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩,如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力,并借助摩擦力傳遞扭矩;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具,切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成,而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。氮化硅基陶瓷的性能更優(yōu)越于氧化鋁基陶瓷。
具有不同物理性能的刀具,如高導(dǎo)熱和低熔點(diǎn)的高速鋼刀具、高熔點(diǎn)和低熱脹的陶瓷刀具、高導(dǎo)熱和低熱脹的金剛石刀具等,所適合加工的工件材料有所不同。加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí),應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料,以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由于導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高,切削熱容易散出,不會產(chǎn)生很大的熱變形,這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。①各種刀具材料的耐熱溫度:金剛石刀具為700~8000℃、PCBN刀具為13000~15000℃、陶瓷刀具為1100~12000℃、TiC(N)基硬質(zhì)合金為900~11000℃、WC基超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金為800~9000℃、HSS為600~7000℃。②各種刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)順序:PCD>PCBN>WC基硬質(zhì)合金>TiC(N)基硬質(zhì)合金>HSS>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷。③各種刀具材料的熱脹系數(shù)大小順序?yàn)椋篐SS>WC基硬質(zhì)合金>TiC(N)>Al2O3基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。④各種刀具材料的抗熱震性大小順序?yàn)椋篐SS>WC基硬質(zhì)合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質(zhì)合金>Al2O3基陶瓷。數(shù)控加工中心常用的加工刀具有哪些?有些不常見?成都數(shù)控刀具批發(fā)
在選擇刀具的角度時(shí),需要考慮多種因素的影響,如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等。成都數(shù)控刀具批發(fā)
立方氮化硼的主要性能特點(diǎn):立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石,但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高硬度材料。CBN的突出優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多,可達(dá)1200℃以上(金剛石為700~800℃),另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)惰性大,與鐵元素在1200~1300℃下也不起化學(xué)反應(yīng)。立方氮化硼的主要性能特點(diǎn)如下:①高的硬度和耐磨性:CBN晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似,具有與金剛石相近的硬度和強(qiáng)度。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料,能獲得較好的工件表面質(zhì)量。②具有很高的熱穩(wěn)定性:CBN的耐熱性可達(dá)1400~1500℃,比金剛石的耐熱性(700~800℃)幾乎高1倍。PCBN刀具可用比硬質(zhì)合金刀具高3~5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。③優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性:與鐵系材料到1200~1300℃時(shí)也不起化學(xué)作用,不會像金剛石那樣急劇磨損,這時(shí)它仍能保持硬質(zhì)合金的硬度;PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵,可廣泛應(yīng)用于鑄鐵的高速切削。④具有較好的熱導(dǎo)性:CBN的熱導(dǎo)性雖然趕不上金剛石,但是在各類刀具材料中PCBN的熱導(dǎo)性只次于金剛石,大’大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。⑤具有較低的摩擦系數(shù):低的摩擦系數(shù)可導(dǎo)致切削時(shí)切削力減小,切削溫度降低,加工表面質(zhì)量提高。成都數(shù)控刀具批發(fā)