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PCBN刀片的研究制造现状及发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-19 16:32:22    浏览次数:825    评论:0
导读

1引言 现代切削技术正向着高速度、高精度、高效率的方向发展,与此同时,切削技术对刀具性能的要求也越来越高。聚晶立方氮化硼(PolycrystallineCubicBoronNitride,PC

1引言 现代切削技术正向着高速度、高精度、高效率的方向发展,与此同时,切削技术对刀具性能的要求也越来越高。聚晶立方氮化硼(PolycrystallineCubicBoronNitride,PCBN)作为利用人工方法合成的硬度仅次于天然金刚石的新型刀具材料,是目前高速切削铁系金属最合适的刀具材料。 聚晶立方氮化硼(PCBN)于上世纪由美国GE公司首先研制成功,由于PCBN材料具有高的硬度和耐磨性、很高的热稳定性和高温硬度、优良的化学稳定性以及较好的导热性和较低的摩擦系数,因此PCBN刀具自问世之初就受到美国、德国、英国、日本等工业发达国家的重视。经过30多年的发展,国外对PCBN刀具的研究已基本进入成熟阶段,产品也向多样化、系列化方向发展。我国也有不少单位和学者从事PCBN刀具的开发和研究,但与国外相比,无论在PCBN材料的合成还是刀具切削性能的研究方面都有所滞后。 PCBN刀具作为21世纪的主要换代刀具之一,在工业发达国家工具使用总量中所占比重越来越大。美国GE公司认为,在工业化国家,PCBN刀具材料将有6.2亿美元的市场。我国机床工具行业的“十五”规划重点是发展数控机床及其配套部件,2005年国内PCBN刀片需求量已达到66.2万片(折合为30mm的片)。根据市场调查和科学预测,我国PCBN刀具消费总值到2010年可达到5.4亿元。 2PCBN刀片的研制 从1957年美国GE公司研制出立方氮化硼(CBN)单晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今,经过30多年的发展,PCBN刀具已逐步趋于成熟。目前PCBN刀具多由PCBN刀片与刀杆或可转位刀片焊接而成,近年来整体式PCBN刀片种类也越来也多。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN层直接烧结在硬质合金基体上形成的复合整体。这种材料既具有PCBN的高硬度、高热稳定性和高的化学稳定性,同时又具有硬质合金强度好、可焊性好的优点,使PCBN刀具不仅可切削各种硬度的工件,而且也易于生产。PCBN刀片质量的好坏直接影响着刀具切削性能。 2.1PCBN刀片的烧结 PCBN刀片的制作方法主要有两种:一种是一次聚合法,即直接用六方氮化硼(HBN)一次聚合成高密度的烧结体;另一种是二次聚合法,先合成高密度立方氮化硼(CBN),然后再以其为原料经高温高压烧结成聚晶立方氮化硼。目前较为普遍的是加入粘结剂的二次聚合法: (1)加入金属粘结剂的CBN烧结 金属粘结剂种类很多,主要有Ni、Co、Ti、Ti-Al等。在烧结温度下,金属粘结剂成为液相,液相的出现对CBN烧结有一定的促进作用,烧结可以在稍低的温度和压力下进行。另外,由于CBN不溶于金属粘结剂,不会发生可以促进收缩和晶体长大的溶解析出过程。在烧结过程中硬质合金中的钴呈液态渗入CBN晶界中,将硬质合金与CBN烧结体紧密粘结在一起。采用金属粘结剂的PCBN刀具的硬度较纯CBN烧结的刀具硬度低,但是韧性好。英国Elementsix公司的AMB90、美国GE公司的BZN6000以及日本三菱生产的MB710等牌号都是由金属粘结剂烧结而成。 上一页12 3 4 下一页
 
(文/小编)
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