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    灰鑄鐵|淬硬鋼|工具鋼加工用PCBN刀具立方氮化硼刀具金剛石刀具

    發布日期:2022-06-13    鄭州六方超硬材料有限公司
    產品介紹

    ? ?PCBN刀具硬態切削技術

    ??? 隨著PCBN刀具的發展及其應用技術的進步,加上金屬4機床等加工設備精度的提高,以硬態切削替代磨削來完成淬硬零件的**終加工已成為一個新的精加工途徑。硬態切削是近年來興起的一種新的切削技術,指對經淬火或去應力熱處理后具有**硬度的淬硬零件進行的切削加工。

    立方氮化硼CBN是氮化硼BN的同素異構體之一,由于他的金屬9結構與金剛石相似,因此在切削加工中表現出良好的切削性能。它具有高的硬度和設備1性、高的金屬8穩定性、較低的熱膨脹系數和摩察系數、高導熱率等優點,而且可以加工金剛石所不能加工的黑色金屬。被認為是高速加工黑色金屬,難加工材料以及進行干切削、硬切削的理想金屬3材料。

    與磨削相比,用PCBN刀具硬態切削淬硬材料,不僅投資少、加工率高、能耗低,而且通過調整金屬3的幾何參數可以加工較復雜形貌的零件。同時切削過程中可以減少切削液的使用,切屑易設備2。有利于保護環境,符合綠色切削的發展趨勢。應用方面我國有一部分企業認為PCBN刀具成本**,使得PCBN刀具的硬態切削加工技術仍然沒有完全被企業接受和廣泛使用。對于部分用戶來講,只有在生產中碰到用其他金屬3材料不能解決的問題或引進技術中采用了PCBN刀具時才開始考慮選擇使用PCBN刀具。

    PCBN刀具硬態切削是一項新發展起來的加工技術,與傳統的金屬3材料及切削理論相比,具有一些自己獨特的特征。

    切削力?? 硬態切削中影響切削力的因素主要有切削用量、金屬3后刀面磨損量和工件硬度等,而在不同精度等級的機床上實施硬態切削時,切削厚度很小,切削的形成主要產生在刀尖圓弧半徑和金屬3倒棱之間的區域。由于切削深度較小,切削抗力是所有切削力中的。隨著切削長度的增加,后刀面磨損寬度加大。這時切深抗力也會明顯的增加。由于PCBN刀具材料的脆性,通常在使用前都要對金屬3刃口進行倒棱處理,從而增加切削刃的強度。但是增加倒棱的同時也使得切削過程中切削力顯著增大。通常刃口經過倒棱處理的PCBN刀具硬態切削時的切削力是沒有經過刃口倒棱處理的PCBN刀具的兩倍左右。

    金屬軟化效應???? 金屬軟化效應是PCBN刀具硬態切削的重要特征之一,從切削熱的角度出發,淬硬鋼的硬態干式切削機理就是被切削金屬層的軟化作用機理。他是利用金屬7軟化工件,使金屬3和工件的硬度差加大,從而提高切削效率。金屬軟化效應主要受工件的硬度和切削速度的變化影響,而且在硬態切削中它已對已加工表面質量不存在負面影響。目前,對如何充分利用金屬軟化效應來促進硬態切削已經成為一個重要課題。

    表面白層? PCBN刀具硬態切削時,會同時伴有**的壓力、切削溫度,以及較大的變形。從而引起被加工材料表層和亞表層的組織狀態有所變化,其微觀組織由白色和未回火層和黑色的過回火層組成。白層對被加工工件的壽命具有雙重影響:一是它的硬度可提高抗磨性能;二是由于其脆弱性很大易造成裂紋,可以導致材料大塊剝落或成為疲勞源。

    硬態切削的臨界硬度???? 關于硬態切削中的臨界硬度,工件硬度50HRC是切削機理產生變化的臨界點,即工件材料硬度**50HRC時的切削機理符合一般的切削理論;當工件硬度高于50HRC時的切削機理因金屬軟化效應的產生而發生了變化,并由此致導切削力、已加工表面殘余應力分布和白層的產生情況等發生變化。

    被加工工件表面完整性?? PCBN刀具硬態切削的精加工精度基本上可以達到磨削加工的精度等級,而且硬態切削比常規磨削更能保持工件表面性能的完整性。首先在硬態切削的加工中,絕大部分的熱量被切屑帶走,因此很少會引起工件表面發生熱損傷。其次,硬態切削后,已加工表面硬度有所提高,并產生一定的硬化層深度。但對于加工表面層的金相組織并無破壞,其三硬態切削在零件表面層以下產生殘余壓應力。

    PCBN刀具切削的注意點:PCBN刀具的硬態切削一般是在干切削的條件下進行,鑒于PCBN刀具獨特的切削性能,干切削更適合PCBN的硬態切削加工,然而過高的切削溫度也會對金屬3及被加工工件的表面質量產生嚴重的影響,所以適當的冷卻潤滑也是必要的。但冷卻時需要注意兩點:**充分冷卻防止金屬3因發生熱疲勞而過早失效。第二避免使用水基冷卻液。因為溫度達到**0度時CBN與水發生反應。

    由于淬硬鋼是硬度**的難加工材料,且PCBN刀具有負倒棱。因此切削時徑切向力都很大,為了提高加工精度和保護金屬3,機床工藝系統剛性必須很好,系統震動要小,金屬3設備3時懸臂要小,以便使PCBN? 金屬3保持良好的狀態。

    車刀片應選擇韌性和強度高的80度菱形刀片,刀尖半徑自0.8—0.12mm之間,刀尖半徑越大,加工后的工件表面粗糙度值越低。但半徑過大會導致較大的切削力,使剛性不足的加工系統產生震顫,降低加工表面質量。

    加工不同的工件材料時CBN的含量與粘結劑的種類對于PCBN刀具的金屬3壽命有很大的影響。硬態切削時由于切削溫度**要求PCBN刀具不僅有**的硬度,還要求有**的抗設備0能力和擴散磨損的能力,為此應采用陶瓷作為結合劑的低含量PCBN刀坯。

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