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加工PCD刀具/PCBN刀具/钻石/工业陶瓷的陶瓷金刚石砂轮

粒度: W3.5~100/120 型号:1A1 14A1 6A2 11A2 12A2 4A1
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超硬工具在我们生活中扮演的角色

2010.07.07  河南恒远超硬材料有限公司 www.kosuperhard.com  浏览次数:
金刚石和立方氮化硼是最硬的两种材料。由于它们的硬度大大超出其它材料的数倍,因而人们将这两种材料称为超硬材料。金刚石由于性能优越,应用不断地在扩大,已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域,对各种工业的发展将起到巨大的推动作用,金刚石工具的前景十分广阔。关于金刚石,超硬材料,PCD,CBN,PCBN的信息

目前,在世界上已知的材料中,金刚石和立方氮化硼是最硬的两种材料。由于它们的硬度大大超出其它材料的数倍,因而人们将这两种材料称为超硬材料。金刚石由于性能优越,应用不断地在扩大,已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域,对各种工业的发展将起到巨大的推动作用,金刚石工具的前景十分广阔。

一、概述

超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括:单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具,其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念,如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起,故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。随着科技的进步,制造业的高速发展,CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用,超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,如汽车零部件的切削加工,强化木地板的加工等,极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展

三、金刚石、超硬材料的特性与作用

 众所周知,金刚石材料的成分是碳,金刚石与铁系有亲和力,切削过程中,金刚石的导热性优越,散热快,但是要注意切削热不宜高于700度,否则会发生石墨化现象,工具会很快磨损。因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应,与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损,所以,金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上,而CBN即使在1000oC的高温下,切削黑色金属也完全能胜任。已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。这两种材料的同时存在,起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工,对整个切削加工领域极为有利。

1.PCD

金刚石烧结体(PCD)的出现,在许多方面代替了天然单晶金刚石。PCD与天然金刚石比较,价格便宜,且刃磨远比天然金刚石方便,所以其应用、推广特别迅速。在大量涌现的新材料中,大部分都是难加工材料,如高硅铝合金,汽车发动机的活塞大量采用这种材料。一般,含硅量低于10%的铝合金,用硬质合金切削工具即可,但含硅量超过10%,就只能借助PCD。当前采用的高硅铝合金含硅量均在12%以上,有的已达18%以上,所以非PCD莫属。

但是,由于PCD的种类很多,有合理选择的必要。其粒度、浓度等都会影响到硬度、耐磨性等性能。因此,在应用中也必须根据被加工材料的种类。硬度等特性来考虑合理的各种参数。PCD在国内外的生产已十分普及,但是质量有较大的差异,因此在价格上出入很大。

2.PCBN

立方氮化硼烧结体(PCBN)是CBN颗粒与结合剂一起烧结而成,硬度仅次于金刚石,与黑色金属无亲和力。但是,PCBN不适于切削一般的钢件。PCBN刀具材料性能如下:

(1)具有较高的硬度和耐磨性。

CBN晶体结构与金刚石相似,化学键类型相同,晶格常数相近,因此具有与金刚石相近的硬度和强度。CBN微粉的显微影度为HV8000-9000,其烧结体PCBN的硬度为HV3000-5000。

(2)具有很高的热稳定性。

CBN的耐热性可达1400-1500℃,PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。

(3)具有优良的化学稳定性。

由于PCBN耐高温,在大气和水蒸气中,在900℃以下无任何变化且稳定,甚至在1300℃时,和Fe、Ni、Co等也几乎没有反应,更不会像金刚石那样急剧磨损,这时它仍能保持硬质合金的硬度,因此,它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁,而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。

(4)具有较好的导热性。

在各类刀具材料中,CBN的导热性仅次于金刚石,大大高于硬质合金,而且随着温度的升高,PCBN的导热系数是增加的。

(5)具有较好的摩擦系数。

与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1-0.3,硬质合金为0.4-0.6,随着切削速度的提高,摩擦系数是减小的。

来源:    网络文档由陶瓷结合剂金刚石砂轮整理

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