什么是立方氮化硼工具?
立方氮化硼(CBN)是一种纯合成材料,是继人造金刚石之后,美国GE公司于1957年首次公布的又一种新型超硬材料。多晶立方氮化硼(PCBN)是由CBN细粉和少量粘结剂烧结而成的多晶体。自1973 PCBN研制成功以来,在众多材料专家和刀具专家的努力下,PCBN材料和刀具已完全进入实用阶段,PCBN刀具已应用于工业化国家的汽车、重型机械等机械加工行业。数据显示,1995年PCBN工具在全球的销售额达到135亿美元。但由于国内对CBN材料及其应用技术的研究不足,PCBN刀具年产量仅几百万元,年消耗量仅1000万元左右,且大部分PCBN刀具毛坯或刀具都是从国外进口的。
PCBN材料的特性
1的主要特点。中央型良性肿瘤
氮化硼有许多异构体。CBN是氮化硼的致密相,硬度高,努普硬度为47000N/mm2,仅次于金刚石。同时,CBN具有良好的导热性,是硬质合金的13倍,是铜的3倍。此外,CBN的热稳定性和化学稳定性远优于金刚石,能承受1300 ~ 1500℃的高温,与Fe族元素有很大的化学惰性。由此可见,CBN是切削黑色金属的理想刀具材料。
2.PCBN的特色
由于CBN自身特性和制造技术的限制,目前还很难生产出直接用于刀具的大颗粒CBN单晶。正因如此,CBN烧结的PCBN多晶材料发展迅速,其尺寸基本不受限制。PCBN中微小晶粒无序,硬度均匀,无方向性,耐磨性和抗冲击性一致,克服了单晶CBN易解理和各向异性的缺点。
PCBN是立方氮化硼的集合体。除了CBN的特性外,PCBN还与CBN的含量、粒度和粘结剂的类型有关。CBN的含量主要影响PCBN的硬度和热导率。含量越高,PCBN的硬度和导热率越高。立方氮化硼的粒径是影响PCBN韧性的重要因素。粒度越大,CBN刀具的抗损伤能力越弱,刃口锋利度越差。PCBN的粘结剂主要包括以Co和Ni为代表的金属型、以TiC、TiN和Al2O3为主的陶瓷型和金属陶瓷混合型。当用金属材料作粘结剂时,PCBN具有良好的韧性和导电性;陶瓷材料作为粘结剂具有更好的热稳定性。除了上述优异的性能外,为了进一步提高其强度,目前许多PCBN厂家直接在硬质合金基体上烧结或焊接0.5mm左右的PCBN层,形成复合整体(也称PCBN复合片)。这样,PCBN材料的高硬度、高热稳定性和高化学稳定性,加上硬质合金基体的优良强度和可焊性,使得PCBN刀具不仅能切割各种硬度的工件,而且易于制造。