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PCBN刀具的合理使用及磨损对策简介 F( Q# B* l3 I0 a7 i/ ^
1 引言 PCBN是将精选的CBN晶体在高温高压下烧结而成的一种超硬材料。用PCBN材料制作的刀片具有极高的硬度以及良好的红硬性(可耐受1400～1500℃的高温)、抗氧化性(在1200～ 1300℃高温下不与铁系金属发生化学反应)和抗断裂韧性，是切削加工黑色金属材料的理想刀具。目前PCBN刀具已在加工淬硬钢、冷硬铸铁、热喷涂材料、纯镍等难加工材料和精密加工中得到广泛应用，并取得了显著的技术经济效益。随着PCBN刀具应用范围的不断扩大，正确、合理地选用PCBN刀具，及时解决加工中出现的各种问题，已成为充分发挥PCBN刀具最大加工效益的有力保证。
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: `) Z( C4 H) T& T. v, b1 T2 PCBN刀具的适用加工材料 PCBN刀具主要适用于加工各种高硬材料(如冷作工具钢、热作工具钢、高速钢、轴承钢、淬硬钢、粉末冶炼钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、奥氏体软铁等)、软材料和耐磨材料(如灰口铸铁、烧结铁等)、难加工材料(如Inconel718、表面硬化合金、烧结WC、球墨铸铁、CGI等)。某些材料或加工条件(如典型的软钢、奥氏体或铁素体不锈钢、高铬钢或表面涂铬材料、采用断续切削的高速钢、铁基类表面硬化合金等)由于容易引起PCBN刀片的非正常化学磨损，因此不宜采用PCBN刀具加工。
' t9 R; `: ]' h [( P3 PCBN刀具几何参数和切削用量的合理选择 刀具几何参数和切削用量的选择对刀具的切削性能、使用寿命及加工表面质量具有极大影响。为了充分发挥PCBN刀具的优异性能，取得理想的切削效果，就必须根据具体加工对象合理选择刀具几何参数和切削用量。选择PCBN刀具的几何参数时应重点考虑刀刃及刀尖强度问题。PCBN刀具常采用0°前角或负前角，并磨制出负倒刃，以增加切削刃强度；go1=-8°～-20°；为增加刀尖强度 ，可研磨出ge=0.2～0.8mm的刀尖圆弧；后 角一般偏小(5°～7°)，刃倾角多为0°。对于不同的被加工材料和切削条件，应通过切削试验确定刀具几何参数 。PCBN刀具粗车和精车淬硬钢时的刀具几何角度分别如图1和图2 所示。 / z# j( N+ ?! S7 T
PCBN刀具的切削用量应根据所用加工机床、刀片牌号、 被加工工件及其它加工条件合理选择。表1为Seco公司CBN300 刀片(CBN含量90%，晶粒尺寸22µm，Al 粘结剂)切削不同材料时推荐的适用切削用量。, h" C9 w- u& _% \
| 表1 CBN300刀片适用切削用量 | | 工件材料 | 切削速度
7 S2 [/ M6 G) i' x% G, }(m/min) | 进给量
. U; ?5 w5 V' w$ K(mm/r) | 切削深度" m' Z4 p0 L9 t$ ]& V6 k5 a: l9 Q+ T4 W
(mm) | | 珠光体灰铸铁 | 500～1500 | 0.5～0.8 | 0. 25～1.0 | | 白口铸铁 | 120～180 | 0.1～0.4 | 0.3～1.2 | | 冷硬铸铁(570～900HV) | 50～120 | 0.1～6.0 | 0.1～1.2 | | 淬硬钢(45～65HRC) | 60～150 | 0.2～0.3 | 0.6～2.5 | | 表面硬化合金(>35HRC) | 80～240 | 0.12～0.25 | 0.5～2.5 | | 硬质合金(Co>17%) | 20～40 | 0.1～0.25 | 0.1～0.5 | | 锰钢(12%～20%Mn) | 140～200 | 0.3～0.7 | 0.2～2.9 |
表2 Seco公司各种牌号PCBN刀片特性刀片牌号CBN含量% |6 m4 i3 k* t% _ o
(体积比)晶粒尺寸% u- O" r$ l% M: ^# J- }
(µm)粘结剂结构型式CBN1050%2TiC焊接式CBN2080%6Ti+Al焊接式CBN3090%8Al整体式CBN10050%2TiC整体式CBN15045%0.5TiN焊接式CBN30090%22Al整体式 |
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发表于 2009-8-30 16:28:59
楼主