整体PCBN刀具高速切削高合金铸铁类材料的研究.pdf

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1、整体PCBN刀具高速切削高合金铸铁类材料的研究★口神会存口宗万栓1,2口刘书锋1．中原工学院机电学院郑州4500072．郑州博特硬质材料有限公司郑州450001摘要：针对目前渣浆泵加工中存在的问题，选用整体PCBN刀具作为渣浆泵叶轮及护套的切削工具。对陶瓷刀具和PCBN刀具高速切削高铬白口铸铁Cr26时后刀面的磨损和切削性能进行了对比试验分析，并通过加工实例介绍了整体PCBN刀具在提高刀具使用寿命和切削效率方面的作用。关键词：PCBN刀具高速切削高铬白口铸铁陶瓷刀具中图分类号：TH142．2；TG711文献标识码：A文章编号：1000—4998(2009)07—0053一O3响PCBN刀片

2、性能的主要因素有：CBN的含量、CBN1概述的晶粒尺寸和结合剂的种类。CBN含量主要影响目前，在电力、冶金、煤炭、建材等行业，渣浆泵已PCBN的硬度和耐磨性，CBN的含量越高，PCBN的硬被广泛应用。由于它输送的是固体颗粒浆体，对材料的度和耐磨性就越高。CBN的晶粒尺寸是影响PCBN耐耐磨性有很高要求。为提高耐磨性，延长使用寿命，渣磨性和抗破损性的一个因素，一般说来，晶粒尺寸越浆泵的制造多采用高硬度、高耐磨性的材料。高铬白口大，耐磨性就越高，而抗冲击韧性就越低。PCBN中的铸铁就是经常被采用的材料¨，该材料属高合金铸铁结合剂主要有金属型(以Co、Ni为代表)和陶瓷型(以类，铸件耐磨性好，硬

3、度高；然而在刀具高速切削高铬TiC、TiN、A1：O3为代表)。一般加金属结合剂的PCBN刀白口铸铁时，要求有很高的切削率，相应切削温度也片具有较好的韧性，加陶瓷结合剂的PCBN刀片具有高，再加上刀具的塑性变形，很容易导致刀具断裂。较高的耐热性。表1为郑州博特硬质材料有限公司BN在渣浆泵加工制造业中，长期以来面临着以下问系列整体PCBN刀片的技术性能指标。题：硬质合金刀片只能承受较低的切削速度，无法加工表1BN系列整体PCBN刀片的技术性能指标58HRC以上的铸件；陶瓷刀片在粗车中能承受10m／牌号CBN含量／％晶粒尺寸／p,m结合剂结构型式应用rain左右的切削速度，但遇到夹渣、沙眼或在

4、渣浆泵叶整体CBN粗加工BN．S9022陶瓷烧结体精加工轮的加工中，常出现刀片碎裂现象，刀片的磨损、破损、崩刃十分严重，切削效率极低。人们一直在寻找更适合BN整体CBN粗加工—SX502陶瓷烧结体精加工的刀具，而新型整体聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的开发和应用，可很好地解决渣浆泵加工的瓶颈问题。BN—SX是细颗粒的整体PCBN刀片，CBN含量随着立方氮化硼(CBN)纳米技术的开发和合成技(50％)较少，其低热传导的特性可使切削热集中在切术的创新，利用PCBN刀具加工渣浆泵已成为现实。与削区域，可大大改善淬硬钢精加工时的效果。而BN—S陶瓷刀具相比，PCBN刀具具有更高的硬度、耐磨性、是一

5、种纯CBN烧结体，CBN含量(90％)较高，具有很冲击强度和抗破碎能力。PCBN刀片材料的主要合成好的耐磨性、优良的导热性和抗冲击性，可用于断续切类型包括聚晶片(由CBN与结合剂合成的刀片)和复削。同已有的PCBN产品相比，它是一种新的更成熟的合片(以硬质合金为基体的复合型CBN刀片)。大量事整体PCBN产品，主要用于高温合金、高合金铸铁、冷实表明“】：以聚晶立方氮化硼为材料制造的PCBN硬铸铁等难加工材料的加工。刀具，是实现铸铁和硬钢件(45HRC以上)高效率、高3整体PCBN刀具与陶瓷刀具切削性能比较质量加工的首选刀具。3．1刀具结构及切削参数的选择2整体PCBN刀片及其特性分别用整体

6、PCBN刀具和氮化硅陶瓷刀具干式车聚晶立方氮化硼“是将精选的CBN晶体作为主削渣浆泵护套，所用刀杆的尺寸：150IBm×30mm×35要成分与结合剂在高温高下烧结而成的聚晶体，影mm，刀片结构及切削参数见表2。-k郑州市中小企业创新基金资助项目(编号：0815)3．2切削现象收稿日期：2009年3月PCBN刀具车削Cr26时，刚开始切屑呈崩碎屑，机械制造47卷第539期2009／7回表2两种刀片的结构及切削参数晶界断裂，部分晶粒发几何角度切削参数(粗车)生局部破碎，这时的抗刀片材质刀片型号yo／(。)劬／(。)K,／(。)rol／(。)br】／mm。／m·rain)口D／mmf／(mm·r

7、)磨损取决于材料的cBN．SSNMN120412—7—745—200．280～1006～8>0．12值，c值越大越不易Si3N4击I3X8—10一lO45—20225～3O50．1～O．12断裂。当粗车铸造零件10～15min之后，刀刃有微量磨损，开始出现切屑拉长时，由于切削量很大，要提高效率，必须增大切削深度。现象，同时，切屑的颜色由金黄色变成浅蓝色或深蓝主切削力=2000向，若增大切削深度口，势必会．色，刀片加工工件