嘉禾刀具PCBN異形刀片的研制

點擊數:36552015-04-21 11:54:28 來源: 鎢鋼圓刀

新聞摘要:從1957年美國GE公司研制出立方氮化硼(CBN)單晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今,經過30多年的發展,PCBN刀具已逐步趨于成熟。目前PCBN刀具多由PCBN刀片與刀桿或可轉位刀片焊接而成,近年來整體式PCBN刀片種類也越來也多。

從1957年美國GE公司研制出立方氮化硼(CBN)單晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今,經過30多年的發展,PCBN刀具已逐步趨于成熟。目前PCBN刀具多由PCBN刀片與刀桿或可轉位刀片焊接而成,近年來整體式PCBN刀片種類也越來也多。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN層直接燒結在硬質合金基體上形成的復合整體。這種材料既具有PCBN的高硬度、高熱穩定性和高的化學穩定性,同時又具有硬質合金強度好、可焊性好的優點,使PCBN刀具不僅可切削各種硬度的工件,而且也易于生產。PCBN刀片質量的好壞直接影響著刀具切削性能。 2.1 PCBN刀片的燒結 PCBN刀片的制作方法主要有兩種:一種是一次聚合法,即直接用六方氮化硼(HBN)一次聚合成高密度的燒結體;另一種是二次聚合法,先合成高密度立方氮化硼(CBN),然后再以其為原料經高溫高壓燒結成聚晶立方氮化硼。目前較為普遍的是加入粘結劑的二次聚合法:
(1)加入金屬粘結劑的CBN燒結 金屬粘結劑種類很多,主要有Ni、Co、Ti、Ti-Al等。在燒結溫度下,金屬粘結劑成為液相,液相的出現對CBN燒結有一定的促進作用,燒結可以在稍低的溫度和壓力下進行。另外,由于CBN不溶于金屬粘結劑,不會發生可以促進收縮和晶體長大的溶解析出過程。在燒結過程中硬質合金中的鈷呈液態滲入CBN晶界中,將硬質合金與CBN燒結體緊密粘結在一起。采用金屬粘結劑的PCBN刀具的硬度較純CBN燒結的刀具硬度低,但是韌性好。英國Element six 公司的AMB90、美國GE公司的BZN6000以及日本三菱生產的MB710等牌號都是由金屬粘結劑燒結而成。
(2)加入陶瓷粘結劑的CBN燒結 陶瓷粘結劑主要有TiN、TiC、Al2O3等。由于燒結過程中易產生裂紋,因此多在陶瓷粘結劑中加入鐵族元素(鐵、鈷、鎳) 以及Mo或Mo2C等增加陶瓷離子間的強度,起到流體傳壓介質的作用,有利于形成內部無變形的燒結體,鉬等還可以改進陶瓷粒子和鐵元素之間的潤濕性。陶瓷粘結劑PCBN中粘結劑的含量一般較高,韌性較金屬粘結劑刀具差,但其抗高溫性能更好。這類產品有英國Element six公司的DBA80、DBC50,美國GE公司的BZN7000S、BZN8200,日本住友的NBX300、NBX3200等。
(3)純CBN燒結 在CBN聚晶體中也可以不加粘結劑直接燒結而成聚晶立方氮化硼。CBN在燒結時發生再結晶和晶粒長大過程, 燒結后的CBN多晶體的晶粒已不是原來的CBN單晶體顆粒。這種PCBN刀具耐磨性好,壽命長,但較脆且溫度條件苛刻,難以制成高韌性及大尺寸的刀片。
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