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立方氮化硼CBN刀具材料特点

作者: 发布时间:2019-10-10 09:31:19点击:3249

CBN 刀具材料之所以被认为是目前为止最有发展前景的刀具材料,是因为和其他普通的刀具材料相比,CBN 刀具材料有着很多优点,主要体现在以下几个方面:较高的耐磨性和硬度。CBN 微粉的维氏硬度为 75 以上,莫氏硬度为 9.8,仅次于金刚石。PCBN(CBN 烧结体)复合片的硬度可以达到 3600HV左右,是 Si3N4 陶瓷刀片的 3 倍,是硬质合金刀片 K10的 5 倍。在生产大中型零件时,使用 CBN 刀具加工能有效的减小尺寸偏差、降低尺寸分散性,减少换刀的时间并充分发挥机械设备的能效。

PCBN 复合刀片的硬度和耐磨性受 CBN 含量多少的影响。随着 CBN 含量的增加,PCBN 的硬度会随之升高。但 PCBN 的耐磨性和 CBN 含量之间并不是简单的单调关系,对于不同的加工条件有着不同的更佳 数值,当加工模具钢时,CBN 含量为 60%左右,刀具最为耐磨,而当加工Cr06 合金工具钢时,CBN 的含量越高,其耐磨性越好。

CBN 材料具有很好的热稳定性。CBN 的耐热性可达到 1400~1500℃,是目前世界上最耐热的超硬刀具材料。CBN 的烧结体 PCBN 在 800℃时的硬度比陶瓷和硬质合金等刀具材料的常温硬度还要高。很好的化学稳定性。CBN 材料的化学惰性很大,在 1100℃以下都不会和过渡金属发生化学反应,因而在磨削和切削铁质材料工件时不会出现粘屑的现象,最适合用来适合加工过渡金属材质的合金钢。良好的导热性。CBN 材料的导热系数比较高,可迅速降低刀尖处的温度,减少刀具的磨损,有利于提高加工精度和效率。CBN 的导热性也仅次于金刚石,在室温中,CBN 的导热系数为 1300w/℃,是硬质合金材料的 20 倍。

在切削条件完全相同的情况下, CBN 刀具的切削温度要比硬质合金刀具低的多。较小的摩擦系数。CBN 材料的摩擦系数是 0.1-0.3,且摩擦系数会随着切削速度的增大而逐渐减小,所以在使用 CBN 刀具加工时,由于刀片和切屑的摩擦系数较小,切削变形减小,所以受到的阻力降低,能有效的提高加工表面质量。

由于 CBN 刀具具有比其他的刀具材料更好的切削性能,而且刀具的使用寿命是一般硬质合金刀具的 10-50 倍,耐用度也远远高于普通硬质合金刀具。使用传统的金属刀具在加工难加工材料时存在崩刃、毛刺、烧伤等缺陷,使用 CBN 材料刀具加工不仅可以消除这些缺陷,而且可以提高加工效率,减少加工成本。这为机械制造领域提高生产效率和效益提供了有力的支持,是一种非常有前途的刀具材料。

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