立方氮化硼刀具五大力学性能三大加工范围

1、实用标准文案立方氮化硼刀具五大力学性能、三大加工范围立方氮化硼是 20 世纪 70 年代才发展起来的一种新型刀具材料， 它是继人工合成金刚石之后， 利用高温、 高压技术获得了第二种无机超硬材料， 它具有以下几方面的优良的物理力学性能。（一） CBN硬度大CBN是现阶段最硬的材料之一，其围观硬度大约为（80009000HV），仅次于金刚石（900010000HV）的硬度。在加工淬火钢及灰铸铁时，CBN刀具的耐磨性比硬质合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多，因此能保证达到高的加工精度和高的刀具耐用度。（二） CBN热稳定性好CBN的耐热性可达 14001500，比金刚石的耐热性 （ 700800）高得多

2、， CBN在 1370 以上才由立方晶格而开始转化。 CBN在不同温度下的硬度比 Al2O3+TiC 陶瓷及硬质合金都高。由于 CBN的这一特性，用来加工高温合金（如高镍或高钴基耐热合金）时，CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4-6 倍。 CBN和金刚石不一样，它与铁系元素亲和力削，直到12001300时也不易与铁系元素起化学反应。金刚石的热稳定性欠佳，在700800就开始碳化， 形成 CO2而完全失去硬度。 且易于与铁系元素起反应， 因此金刚石刀具不适宜加工钢铁材料。 CBN没有金刚石的这个缺点，故能加工许多硬质材料。（三） CBN的化学惰性很大。它和金刚石不一样，与铁系材料直至12001

3、300 时也不易起化学作用。因此， CBN刀具可用于加工淬火钢和铸铁，粘结磨损和扩散磨损都很小。而金刚石则不适宜加工这类材料。CBN在 1000以下不会产生氧化现象。试验证明， 在空气重加热到1000时， CBN晶体与氧化合，在表面产生一层氧化硼薄膜，它像保护层一样，可防止进一步氧化。但是，CBN在高温下与水要起化学反应BN+3H2O=H3BO3+NH3。由于水解作用，造成大量 CBN被磨损。因此在湿式切削时，要注意选择切削液。在高温下切削时，一般采用干切削。（四） CBN具有良好的导热性CBN的导热性大大地高于陶瓷和硬质合金，但赶不上金刚石。CBN刀具的导热系数随温度的提高而增加，而氧化铝陶

4、瓷刀具的导热系数随温度的提高而减少，在高温下， 二者的导热系数相差极大。单从这点看，CBN刀具高速切削性能应优于氧化铝陶瓷刀具（五） CBN刀具具有较低的摩擦系数CBN刀具与淬火钢的摩擦系数约为0.20.3 ，由于摩擦系数较小，可相应减少切削力和降低切削温度。 由于 CBN上述优良特性， 使它能成为一种优异的刀具材料，逐渐用于制造车刀、铣刀和镗刀。 但十全十美的刀具材料是没有的，每一种刀具材料都有其合理的应用范围和使用条件。 CBN刀具主要用于加工淬硬的铁族金属、铸铁和一些难加工钢料及其合金，特别是精镗直径较小（635 毫米）的孔时，其生产率和加工质量都比磨削为高，加工精度精彩文档实用标准文案

5、可达 12 级，光洁度可达 89，有时可达 10，在某些情况下可代替磨削加工。同时，由于车削时温度较低， 磨削温度较高， 因此， 用 CBN刀具加工的工件表面耐磨性高于用磨削加工的。由于 CBN刀具有高的硬度和耐磨性，能在高的切削速度下长时间加工出高精度零件，故也是数控机床很适用的刀具。立方氮化硼刀具的用途立方氮化硼刀具主要用于粗车和精车高硬度（ HRC6470）淬火钢及冷硬铸铁。在车削精密小零件及超级耐热合金时也取得了一定效果。（一）加工淬火钢淬火钢轧辊的加工， 过去一般都采用磨削方法， 现在则能利用 CBN刀具有效地进行加工。例如，用圆形 CBN刀片（ r=-5 °、 =5

6、76;）车削细晶粒 52100（ GCr15)HRC71铬钢轧辊时，切削用量选用 v=84m/min 、 t=8.9mm、 s=5.6mm/r ，轧辊的不圆度及热处理时表明产生的氧化皮对刀具并无不良影响，而且能稳定地加工出较高的表面光洁度（68）和几何形状精度，故可缩短精磨工时。由于刀刃可长期保持锋利，因而切削功率也削。图 4-10 为加工 HRC62的淬火合金钢 SKS3（Cr06）时 CBN刀片与硬质合金刀具的耐用度比较。有图可以看出， 用 P10 硬质合金刀具加工时， 刀刃产生破损， 用 K10 硬质合金刀具加工，只在切削速度很低时才是正常磨损。 而用 CBN刀片加工， 全部都是正常磨损

7、， 刀具耐用度比硬质合金高的多。用 CBN铣刀可在淬火钢件上加工表面。 用锋刃的 CBN铣刀铣削淬火 CrWMn钢（ HRC6264）时，加工表面光洁度可达 89. 切削速度 （v=4300m/min) 及切削深度（ t=0.10.4mm ）对光洁度无甚影响。当钢的硬度降低时，则光洁度也随之降低。如钢的硬度小于HRC30，切削速度队光洁度将产生显著影响，切削速度增加，光洁度也提高。（二）加工铸铁用 CBN镗刀在座标镗床上镗灰铸铁 HT21-40 箱体上的孔时， 精度可达 12 级，光洁度可达 7，生产率可提高 0.51.0 倍。精彩文档实用标准文案在 1512 3 型数控立车上按样板车削灰铸铁

8、HT15-32 样规的外圆、 端面和镗阶梯孔， 样规的最大加工直径为 900 毫米，高度为 300 毫米。由于 CBN车刀的尺寸耐用度很高， 故即使加工这样大的面积， 也能保证高的加工精度（达2 级）。精车时的切削速度可比硬质合金车刀提高 23 倍，比陶瓷刀提高 12 倍。用锋刃 CBN铣刀铣削灰铸铁HT21-40 零件平面时，光洁度也可达到78，而且，由于刀具尺寸耐用度很高，在 2.53 米长度上不直度偏差不超过1018 微米。加工时切削速度应大于 400m/min。切削速度提高，光洁度也随之提高。当v 800m/min 时刀具耐用度虽会下降，然而使用v=1200m/min 的速度来铣削铸铁

9、导轨面也是很有成效的。用CBN铣刀加工代替磨削有很高的生产率，这不仅是因为磨削时的切削深度很小，而且由于磨削时产生大量的热会使工件变形。铣削时不仅切削深度大得多，而且工件基本上不发热。在2A622A 2 数控卧式镗床上精加工铸铁（HT28-48）箱体零件时，铣平面和镗孔的光洁度均可达 78. 用一把 CBN车刀可完成十个直径为200mm、长为 130mm的孔。孔的椭圆度在0.011mm，锥度在0.019mm以内，精度可达2 级。切削用量为：镗孔v=500m/min 、 t=0.1mm、 s=0.04mm/r ；铣削 v=400m/min 、 s 齿 =0.04 毫米 / 齿、s=0.64mm/

10、r 。由于采用了CBN刀具，比用硬质合金刀具可提高生产率23 倍。用 CBN车刀加工铸铁的切削速度一般为400600m/min。（三）加工高温合金由于 CBN具有高的热稳定性，故适于高速切削高温合金。粗加工时，在切削深度相同的条件下，采用的走刀量可为硬质合金的80%，金属切除率可比硬质合金提高5 倍。加工表面光洁度通常可达78。而用硬质合金刀具则只能达到6 高速切削高温合金实际上是一种高温切削加工。当切削温度达到1000时，工件材料的强度就会下降，在此温度下，CBN仍能保持常温下的硬度和强度， 因此有利于切削加工。 用硬质合金刀具在这样搞的切削温度下切削几秒钟就要损坏。用 CBN刀具加工高温合金的另一优点是可以改善工件表层的组织，增加零件的疲劳强度，延长零件的使用寿命，粗车高温合金时，常用的切削用量为：v=150185m/min ，s=0.130.15mm/r ，t 最大可达3mm。用 CBN刀具加工烧结铁（Fe-Cu-C）时