超硬材料CBN(立方氮化硼)作为磨料应用已有40 余年的历史了，在磨削加工方面已有相当成熟的应用技术，PCBN(聚晶立方氮化硼也称立方氮化硼 烧结体)作为刀具材料应用于切削加工始于70年代，经过20多年的应用，在切削加工的各个方面都表现了优良的切削性能和一些不同于其它材料刀具的特殊规 律，我国PCBN刀具的应用相对发达国家还比较少，缺少这方面的技术资料，本文综合国内外有关资料及作者应用PCBN刀具的试验结果介绍如下。
1 PCBN刀具材料的性能
PCBN按其制造工艺分有由CBN经高温高压直接结合成烧结块的，也有加金属或陶瓷等粘结剂在经高温高压烧结成的；按成品复合方式分，有单独CBN烧结块，也有CBN／硬质合金复合烧结的PCBN复合片。本文将以PCBN复合片刀具的切削性能为主进行介绍。
具有较高的硬度和耐磨性
CBN晶体结构与金刚石相似，化学键类型相同、晶格常数相近，因此具有与金刚石相近的硬度和强度。 CBN微粉的显微硬度为HV8000～9000，其烧结体PCBN的硬度一般为HV3000～5000。
具有很高的热稳定性
CBN的耐热性可达1400～1500℃，PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。
具有优良的化学稳定性
CBN的化学惰性特别大，在1200～1300℃时也不与铁系材料发生化学反应，与碳在2000℃时才发生反应；在中性、还原性的气体中，对酸碱都是稳定的。其对各种材料的粘结扩散作用比硬质合金小得多。
具有较好的导热性
在各类刀具材料中CBN的导热性仅次于金刚石，大大高于硬质合金，而且随着温度的升高， PCBN导热系数是增加的。
具有较低的摩擦系数
与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1～0.3、硬质合金为0.4～0.6，随着切削速度的提高，摩擦系数是减小的。
2 PCBN刀具的切削特性
PCBN刀具材料由于具有上述的特殊性能，因此在不同切削情况下，表现出了不同于其它材料刀具特殊的规律。
切削高硬度淬硬钢刀具寿命高
PCBN 刀具切削淬硬钢时，随着被加工材料硬度的增高，刀具寿命并非单调下降，而是在HRC40时刀具寿命最低(如图1所示)，图 1VB=0.2mm；ap=0．5mm；f=0.1mm/r，工件材料：35CrMo。当工件材料硬度高于此硬度后，刀具寿命反而增加。这主要是由于 PCBN材料高温下硬度损失小，而工件材料硬度较高时，由于切削热作用将切削区域金属软化，而使切削加工更易于进行。 PCBN这一特性非常适于加工高硬度材料，以车削代磨削可获得以往只有用磨削加工才能得到的加工表面质量。
图1 刀具寿命与被加工材料硬度的关系 图2 切削正火钢时切削速度与刀具寿命的关系
切削正火钢刀具寿命低
切削正火材料时，PCBN刀具的寿命要低于硬质合金刀具(如图2所示)，切削用量：f=0.1mm/r；ap=0.5mm。并且刀具寿命比切削淬火钢时寿命还要低。由此可以看出PCBN刀具不适于加工正火材料。
切削灰口铸铁刀具寿命曲线弯曲
切削灰口铸铁PCBN刀具寿命与切削速度的关系不符合泰勒公式，其后刀面磨损VB及前刀面月牙洼磨损深度KT都呈现出了相同的规律(如图3所示) ,图3切削用量：f=0.1mm/r，ap=0.5mm。
图3 切削灰口铸铁时刀具寿命与切削速度关系 图4 切削黄铜时的刀具磨损曲线
切削耐磨黄铜时刀具寿命高于金刚石刀具
切削有色金属时，通常烧结金刚石(PCD)是最佳刀具材料，但切削耐磨黄铜时，PCBN刀具寿命高于烧结金刚石和硬质合金刀具(如图4所示),图4切削用量：v=200m/min；f=0.2mm/r，ap=1.0mm。
高速下PCBN刀具寿命高
图 5切削用量：f=0.05mm/r，ap=0.05mm；工件材料：HPM31HRC57；球头立铣刀R5顺铣。图5所示为不同速度下PCBN刀具切削淬 硬钢时刀具后刀面磨损与切削距离的关系，由图5可以看出：当切削速度超过一定限度后，切削速度越高，刀具的磨损速度反而降低，即高速下PCBN刀具的寿命 高于低速，因此PCBN刀具适合高硬度材料的高速切削加工。
图5 不同速度下PCBN刀具的寿命 图6 干切与湿切情况下PCBN刀具寿命与切削速度的关系
干切条件下PCBN刀具寿命高
图 6工件材料为铸铁，是PCBN刀具在干、湿两种切削条件下刀具寿命的对比。由图6可以看出：在干切情况下，PCBN刀具寿命反倒高于使用切削液的情况，其 主要原因是由于干切时切削温度高，PCBN高温硬度高，因此硬度损失少，而工件材料在高温下硬度损失大，硬度降低后更易于切削的缘故。
3 PCBN刀具的加工表面质量
PCBN刀具不仅具有优良的切削性能，同时也能获得其它种类刀具很难获得的加工表面质量。
可获得较低的表面粗糙度
用 PCBN刀具加工不同材料都能获得较低的表面粗糙度，图7所示是加工铸铁时，PCBN刀具与硬质合金刀具的表面粗糙度对比。由图7可以看出：PCBN刀具 加工表面粗糙度远远好于硬质合金刀具，而且随着切削速度的提高，越来越接近粗糙度的理论值。另外，由于PCBN刀具硬度高、耐磨性好，因此，能在较长时间 内获得较一致的表面粗糙度。图7工件材料：铸铁FC25；切削用量：f=0.1mm/r；ap=0.3mm。
能获得较好的表面应力状态
如 图8所示，磨削加工得到的加工表面通常产生拉应力，用PCBN刀具加工淬硬钢时，工件表层组织通常有残余压应力，残余压应力可提高零件的疲劳强度及耐磨 性。图8切削条件：工件材料：GCr15淬火；磨削：v=35m/s；vf=10mm/min；fr=0.008mm；车削：v=70m /min，f=0.07mm/r；ap=0.1mm。
图7 PCBN刀具的加工表面粗糙度 图8 PCBN刀具切削获得的加工表面残余应力 图9 PCBN刀具加工表面硬度的变化
加工表面表层硬度的变化
PCBN 刀具切削淬硬钢表面表层硬度与磨削的比较如图9所示。由图9可以看出：磨削加工获得的工件表层硬度有所下降，而PCBN刀具加工获得加工表面硬度略有上 升，提高了加工表面的机械性能。图9工件材料：SCM21，淬火HRC50；切削用量：车削：v=300m/min；f＝0.3mm /r；ap=1.0mm；磨削：vc=1450m/min；vw=80m/min；ap=0.015mm。
另外，PCBN刀具切削硬材料时，由于刀具导热性好所产生的切削热被切屑带走较多，工件加工表面表层纤维组织无显著变化，而磨削加工若切削用量选择不当，则容易产生表面烧伤。
4 结束语
PCBN 刀具具有优于其他材料刀具的切削性能，尤其适合高硬度淬硬钢及耐磨材料的切削加工，在高速切削加工及干式切削加工方面表现出了优良的切削性能，在一定条件 下可以得到与磨削相媲美的加工表面质量；但PCBN刀具寿命有特殊的变化规律，如：切削中等硬度的淬硬钢及正火钢时刀具寿命低、切削铸铁时刀具寿命曲线的 弯曲等，若了解掌握这些特殊规律，便可在使用中充分发挥其优越的切削效能，创造出巨大的经济效益。
引用出處：
http://www.51089871.com/knowledge/20087628232525.html
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！
BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
ようこそＢｅｗｉｓｅ Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。
弊社は各領域に供給できる内容は：
（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ
（２）Carbide Cutting tools設計
（３）鎢鋼エンド・ミル設計
（４）航空エンド・ミル設計
（５）超高硬度エンド・ミル
（６）ダイヤモンド・エンド・ミル
（７）医療用品エンド・ミル設計
（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計
弊社の製品の供給調達機能は：
（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計
（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給
（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給
（４）オートメーション整備調達
（５）スポット対応～流れ生産対応
弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.
BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.
BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.
留言列表
