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PCBN刀具的性能优势及加工领域

发布时间:

2016-08-12 02:11

随着现代科技和切削技术的发展，出现了许多刀具材料，刀具发展起来有高速钢刀具-硬质合金刀具-吐涂层硬质合金刀具-陶瓷刀-立方氮化硼刀具。其中立方氮化硼刀具是1970年使用的切削刀具，并且由于其良好的加工性能和高速切削性能，使得加工难加工材料采用高硬度手工选择刀具材料。接下来给我们介绍一下立方氮化硼刀具在刀具领域的具体性能和加工优势。

立方氮化硼刀具性能
(1)硬度高、耐磨性好：立方氮化硼刀具和金刚石刀具的硬度仅此而已，统称为超硬金刚石刀具和切削刀具。由于其高硬度使得立方氮化硼刀具具有良好的耐磨性。
(2)具有较高的热稳定性：耐热性高达1400℃～1500℃，比金刚石的耐热性（700℃～800℃）高一倍，是刀具材料中耐热性最高的，是加工高温合金材料。
(3)具有良好的化学稳定性：铁基材料能在1200℃～1300℃下起化学作用。
(4)导热性好：CBN导热系数（79.54 W/m.k）仅次于金刚石（146.5 W/m.k），随着切削速度的提高，CBN导热系数逐渐提高。这有助于降低切削区域的温度，减少扩散磨损。
二、立方氮化硼刀具的分类
立方氮化硼刀具分为整体PCBN刀具和焊接立方氮化硼刀具。整体PCBN刀具是整体是一种牌号——CBN，这种中间刀片没有孔，属于机夹可转位刀具，需要专门配置的刀杆；二、焊接立方氮化硼刀具只是它的切削刃的一部分，立方氮化硼材料的基体是硬质合金材料。此类中心孔位于中间，其上装有通用刀柄和硬质合金刀杆。
三、立方氮化硼刀具应用
随着切削技术的不断发展，立方氮化硼刀具广泛应用于高硬度难加工材料的加工。
(1)立方氮化硼刀具可车代磨，对高硬度难加工材料进行硬车削
由于立方氮化硼刀具具有较高的硬度和耐磨性、红硬性。因此，使用超硬华菱整体PCBN刀具可以驱动硬车削，而不是磨削高硬度的难加工材料。
(2)高速切削
随着现代技术的发展，作为部分工件，如汽车配件制动器、制动鼓属于批量生产，取代了普通车床数控车床铸造的制动盘、制动鼓。其中CBN刀具对线速度不敏感，可高速加工工件。
(3)干切削
CBN干式刀具加工工件，减少环境污染。使用涂层刀具或陶瓷刀具均需湿润，铁质不易清洁。采用立方氮化硼刀具BN-K1牌号，不仅能大余量切削高硬度铸铁，而且不添加切削液，不仅保证了场内卫生，而且在铁的回收利用方面。
四、CBN刀具领域
(1)由于其加工性能好，可加工高硬度铸铁，如冷硬铸铁、镍硬铸铁、高铬铸铁、高镍铬铸铁。众所周知，高硬度铸铁在铸造过程中不可避免地存在铸造缺陷，立方氮化硼刀具的铸造缺陷面，特别是整体PCBN刀具不仅不需要对工件表面进行抛光，而且可以直接进行大余量车削和将不得出现严重磨损或崩刃现象。
(2)可高效切削淬火钢零件：是现场加工中最常见的零件。高硬度零件经过热处理后，具有良好的性能，广泛应用于交通运输、风电行业、重型机械、冶金行业。根据不同零件的性能，选择合适的立方氮化硼刀具。当小余量超过0.5mm时，推荐使用焊接立方氮化硼刀具。由于大型零件热处理后变形且平衡大于2mm，选择整体PCBN刀具，如遇到断续不必担心崩刃或不磨损。
(3)可加工灰铸铁零件：灰铸铁硬度低，具有良好的减震和减少磨损的作用，因此具有很大的零件市场。如汽车零部件制动器、制动鼓为最典型的灰口铸铁部件。此类加工工件的主要要求是工件的光洁度、平行度和效率。加工此类刀具选用立方氮化硼刀具，切削零件选用超硬钢刀具。
(4)可加工高温合金、粉末冶金零件：目前，高温合金、粉末冶金零件普遍应用于航空航天工业，刀具在加工这些零件时不会经常出现磨损问题，由于其独特的多孔性能。粉末冶金，常导致刀具不磨损、刃口出现裂纹等现象。立方氮化硼刀具采用高温合金、粉末冶金零件，可完成余量小于0.3mm的刀加工，效率高、成本低。。
五、总结
随着立方氮化硼刀具的广泛应用，让高硬度不再是难加工难加工材料，这也意味着刀具行业只要不断跟上时代的发展，开发出高质量、高 -高性能切削刀具牌号或刀具组合能够为公司带来效益，并进一步促进中国制造业的发展。