高性能超硬切削材料刀具的應(yīng)用 -------------------------------------------------------------------------------- http://china.5mjc.com　　點(diǎn)擊數(shù)：41　　加入時(shí)間：2005-6-12 14:02:33 超硬切削材料刀具主要是指金剛石和立方氮化硼(PCBN)刀具，而金剛石刀具中又以人造聚晶金剛石(PCD)刀具的應(yīng)用最為廣泛。隨著全球汽車(chē)、航空和模具等機(jī)械制造業(yè)的高速發(fā)展，過(guò)去首選用于加工傳統(tǒng)“難加工”材料(如有色金屬、增強(qiáng)塑料、陶瓷、淬硬鋼、鑄鐵和高溫合金等)的硬質(zhì)合金刀具，正越來(lái)越受到上述超硬切削材料刀具的沖擊。隨著超硬刀具制造技術(shù)的發(fā)展和提高，其加工范圍也越來(lái)越廣，已成為某些機(jī)加工領(lǐng)域的首選刀具。 圖1 不同材料的硬度值 1 超硬切削材料刀具的特點(diǎn) PCD刀具的特點(diǎn) 極高的硬度及壽命 如圖1所示，人造聚晶金剛石(PCD)的硬度可達(dá)68GPa，僅次于天然金剛石，是目前世界上人工合成的最硬物質(zhì)，人造聚晶金剛石的硬度是目前被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)加工領(lǐng)域的硬質(zhì)合金材料硬度的3～4倍；在加工鋁硅合金時(shí)，人造聚晶金剛石刀具的使用壽命是硬質(zhì)合金刀具的20～100倍。 很低的摩擦系數(shù) PCD 金剛石刀具非常適合加工鋁合金、鎂合金等有色金屬，它與有色金屬的摩擦系數(shù)低于0.3(約為硬質(zhì)合金的一半)，這對(duì)切屑的順利排出、杜絕積屑瘤的產(chǎn)生、降低切削力和切削熱非常有利。 非常鋒利的刀刃 根據(jù)不同的工藝要求，PCD金剛石刀具的刃面粗糙度一般在Rz3.4～6.0μm左右，如有特殊要求，可經(jīng)過(guò)表面拋光研磨處理至Rz1.7～2.1μm，刀刃鈍圓半徑可達(dá)0.01μm 以下。 優(yōu)異的導(dǎo)熱性 PCD刀具的導(dǎo)熱性略低于天然金剛石，約為硬質(zhì)合金的3～5倍，這有利于降低刀尖部分的溫度，提高刀具的使用壽命。 低的熱膨脹系數(shù) PCD刀具的熱膨脹系數(shù)約為硬質(zhì)合金的1/4。因此，PCD 金剛石刀具的熱穩(wěn)定性非常好，能長(zhǎng)時(shí)間保持刀具的尺寸精度和鋒利性。 PCB刀具的特點(diǎn) 很高的硬度及耐磨性能 如圖2所示，聚晶立方氮化硼(CBN)是利用高溫高壓人工合成的另一種超硬刀具材料，其硬度略低于聚晶金剛石(PCD)。在加工淬硬鋼時(shí)，其耐用度是硬質(zhì)合金的10～50倍左右，切削速率可提高. 倍以上。 優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 CBN的耐熱溫度可達(dá)1400℃左右，比金剛石的耐熱溫度400℃高一倍，在1000℃以下不會(huì)出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，在1200℃時(shí)也不與鐵基材料起化學(xué)反應(yīng)。 良好的導(dǎo)熱性 CBN的導(dǎo)熱性低于金剛石，但比硬質(zhì)合金高很多，并且隨著切削溫度的提高，它的導(dǎo)熱系數(shù)還會(huì)提高