近年來,隨著工件材料,特別是各種難加工材料的迅速發(fā)展,隨著對被加工工件要求的日益提高,出現(xiàn)了很多新型的高生產(chǎn)率的刀具材料。代表性最強的是立方氮化硼刀具材料,使刀具耐用度成倍、十幾倍甚至幾十倍地提高;使一些生產(chǎn)率極低的切削加工活不能切削的材料,可以進行高效率切削加工;使切削加工表面質(zhì)量堪比磨削加工水平。
超硬材料-立方氮化硼的優(yōu)越性能主要表現(xiàn)在:
一、抗沖擊性強
在切削不均勻的加工余量或斷續(xù)加工時,刀具受到很大的沖擊負荷,切削時產(chǎn)生很大的振動,硬質(zhì)合金刀具就極易產(chǎn)生脆性破壞,易崩刃和打刀。立方氮化硼材料刀具抗沖擊性能強,勝任嚴重的斷續(xù)工況、適應(yīng)惡劣的加工環(huán)境。
二、高硬度和耐磨性
金屬切削過程中,刀具不斷地受到切屑與工件的摩擦。在巨大的切削壓力和很高的切削溫度下,刀具也會不斷地增大磨損,在前刀面上形成月牙洼,后刀面上產(chǎn)生磨損帶。工件材料的硬度愈高,材料中的碳化物硬質(zhì)點愈多,對刀具的機械摩擦和磨損也愈劇烈。為了抵抗這樣強烈的磨損,刀具材料必須具有較高的硬度和耐磨性。
立方氮化硼(CBN)是僅次于金剛石的另一超硬材料,其硬度大約為8000~9000HV,它的耐磨性一般為硬質(zhì)合金刀具的幾倍至幾十倍,CBN平均粒徑越小,耐用度越高。
三、耐熱性強
切削金屬時,金屬層在發(fā)生很劇烈的變形后變成切削。變形要產(chǎn)生大量的熱。同時,切屑與刀具前刀面、工件和刀具后刀面不斷摩擦,也要產(chǎn)生大量的量。這些變形熱和摩擦熱,使切削區(qū)域產(chǎn)生很高的溫度。刀具要在這樣高的溫度下工作,刀具材料必須耐熱性強。
立方氮化硼相比金剛石材料,具有更高的耐熱性,在1200~1300℃下也不易與鐵系元素發(fā)生反應(yīng),故能加工許多硬質(zhì)材料。
四、良好的導(dǎo)熱性
CBN的導(dǎo)熱性大大地高于陶瓷和硬質(zhì)合金,CBN刀具的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的提高而增加,而氧化鋁陶瓷刀具的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的提高而減少,在高溫下,二者的導(dǎo)熱系數(shù)相差極大,但從這點看,CBN刀具的高速切削性能應(yīng)優(yōu)于陶瓷刀具。
五、較低的摩擦系數(shù)
CBN材料的摩擦系數(shù)較小,可相應(yīng)減少切削力和降低切削溫度。
立方氮化硼作為新型超硬材料,具有很高的發(fā)展前景,需要我們制造企業(yè)慢慢挖掘其潛力。鄭州博特硬質(zhì)材料有限公司將一如既往的研發(fā)、生產(chǎn)CBN刀具、CBN砂輪,為更廣闊的加工領(lǐng)域提供高端切削工具。