馬鞍山市優(yōu)創(chuàng)機械刃具銷售有限公司
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更新時間：2023-08-04 14:03:40瀏覽次數：240次
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國內研究
雖然我國對異形材料的研究與制造開始也較早，但是由于以前國內制造業(yè)習慣采用硬質合金和普通的磨料磨具加工鐵系金屬，因此限制了對異形刀具的應用和開發(fā)。國內能夠制造異形刀片的廠家雖然數量較多，但是整體實力較差，產品種類少，質量也相對較差。因此，在汽車工業(yè)等重點用戶進行難加工材料的切削方面，我國異形刀片大部分還是依賴進口。
影響因素
異形刀片的質量受到多種因素的影響，其中燒結過程中各種工藝參數的改變，對異形刀片的質量影響。粘結劑/催化劑材料、基體材料等組成材料，以及顆粒表面清潔度、顆粒度等都決定了異形刀片的性能。
（1）基體的選擇 由于碳化鎢硬質合金具有較高的硬度，較好的導熱性和韌性，因此多采用含有Co的碳化鎢硬質合金作為PCBN刀片基體。Co作為一種溶劑和粘結劑可以顯著提高CBN的燒結度，增強PCBN的強度[3]，但是碳化鎢硬質合金中Co的含量不能過高，否則將影響PCBN刀片的耐磨性，縮短刀具的使用壽命。
（2）CBN晶粒的清潔度與顆粒度 CBN晶粒的表面清潔度將直接影響著PCBN的燒結質量，因此在燒結前都要對CBN晶粒進行嚴格地處理，以去掉晶粒表面的水分及氧化物等雜質。采用的方法主要是在真空或氫氣、氨氣等還原性氣體下加熱1~2個小時。否則過多的雜質會影響CBN-CBN顆粒間及CBN與粘結劑間的粘結，使得PCBN刀片強度減小，耐磨性能降低。
CBN顆粒的大小不但對PCBN刀具的切削表面質量有影響而且對PCBN燒結時粘結劑的燒結能力起到一定的作用。一般來說，CBN顆粒度越小，PCBN刀具切削表面質量越好，刀具抗沖擊能力和耐磨性越好，因此，在加工淬硬鋼并且要求高的表面質量（即實現PCBN刀具的“以車代磨"）時，所采用PCBN刀具中的CBN顆粒應取較小值。但另一方面，由于PCBN刀片的燒結是通過“毛細現象"即各種粘結劑元素滲透到CBN顆粒之間實現的，如果CBN顆粒太小，CBN顆粒間的間隙就會減小，從而使得粘結劑元素的滲透量減小。因此，燒結時CBN顆粒又應選得大一些。綜合考慮以上兩種因素，CBN燒結時應多選擇混合粒度，并根據所選粘結劑粘結能力的不同而確定不同的粒度范圍。
（3）CBN晶粒含量 CBN含量對PCBN刀具的硬度、導熱性有較大的影響。CBN含量越高，刀具的硬度越高，導熱性越好。高含量PCBN刀具（一般CBN含量為80%～90%）是以CBN之間的直接結合為主，具有高硬度和高導熱性。這類PCBN刀具適合加工高硬度合金和組織中含有高硬質點的材料，如冷硬鑄鐵、耐熱合金等。此類刀具刀片主要有GE公司的BZN6000，Element six公司的AMB90、住友電工公司的BN100、BN600等。低含量PCBN刀片多為陶瓷粘結劑，耐熱性好，易于加工淬硬鋼（合金鋼、軸承鋼、模具鋼、碳鋼等），利用切削區(qū)內熱滯留高溫形成的金屬軟化效應進行切削。GE公司的BZN8100、BZN8200，Element six公司的DBC50，住友電工公司的NB300、NB220以及山高公司的CBN10、CBN100、CBN150等均屬于此類。
（4）粘結劑 CBN燒結所需的粘結劑：①物理化學性能越接近CBN越好，這樣不會過多的削弱燒結后PCBN刀具的切削性能；②易于達到熔點溫度或在此溫度下具有好的塑性；③相對于CBN具有足夠的化學活性，具有使六方氮化硼（HBN）向CBN轉化的催化性。 常用到的粘結劑按其物理化學性質可分為金屬粘結劑（如Ni、Co、Ti、Ti-Al等）和陶瓷粘結劑（如TiN、TiC、TiCN、Al2O3等）；按作用可分為催化劑（如，Al、AlN、AlB2、Si等）和溶解劑（如Ti、Ni、Co、TiN、TiC、TiCN等）。粘結劑種類和含量都對PCBN刀片的性能有不同的影響。碳化物、氮化物、碳氮化物可以提高PCBN刀片的抗化學磨損能力和抗沖擊能力，但含量過高會降低刀具硬度，使刀具壽命縮短；鈷是的粘結劑，可以提高CBN燒結時的燒結度；Ti陶瓷粘結劑可以提高PCBN刀片的韌性；鋁及鋁的化合物可與CBN顆粒及其它粘結劑發(fā)生反應，使CBN顆粒粘結得更加牢固，提高刀具耐磨性；Si和Al、AlN、AlB2的混合物是HBN向CBN轉化的有效催化劑，在陶瓷粘結劑里加入少量的Al、Si還可以增強CBN間的粘結，形成連續(xù)的陶瓷相；以鋁化鎳作為粘結劑的PCBN復合片導電性好，適于采用低成本電火花進行切割。 由于粘結劑的不同，PCBN刀片趨于兩種特性：一種是具有高的耐磨性（高含量CBN，催化粘結劑），另一種是具有好的抗沖擊性（低含量CBN，陶瓷粘結劑）。
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