Hiệu suất và Ứng Dụng của PCBN Dụng Cụ

Khối Boron Nitride (CBN) được tổng hợp đầu tiên do Tướng Điện (GE) tại Hoa Kỳ Trong Thập niên 1950 sử dụng phương pháp nhân tạo dưới nhiệt độ cao và áp suất cao. Độ cứng của nó là thứ hai chỉ kim cương nhưng cao hơn nhiều hơn so với các vật liệu khác, nên kim cương và CBN được gọi chung là siêu cứng chất liệu.

CBN có độ cứng cao, hóa học tính trơ và ổn định nhiệt dưới nhiệt độ cao, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong quá trình xay như một mài mòn CBN Mài bánh xe. Vì CBN có tốt hơn đặc điểm hơn so với các dụng cụ chất liệu, nó đã được phát triển thành công như một thiêu kết CBN cơ thể cho dụng cụ cắt-Đa Tinh Thể Khối Boron Nitride (PCBN). Kể từ đó, PCBN đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cắt với hiệu quả cắt vượt trội, đặc biệt là trong cắt cao-Vật liệu có độ cứng và khó máy chất liệu. Sau hơn 30 năm phát triển và ứng dụngMài mòn bột các loại, PCBN dụng cụ chế biến chất liệu khác nhau hiện nay đã đến thị trường.

Ⅰ. Chất liệu và hiệu suất cắt của PCBN dụng cụ

1. Loại PCBN công cụ chất liệu

Theo điều thêm vào thành phần, nó có thể được chia thành PCBN trực tiếp thiêu kết từ CBN đơn tinh thể và PCBN thiêu kết thân với một tỷ lệ nhất định chất kết dính. Theo điều chế tạo hợp chất phương pháp, nó có thể vệ chia thành tích phân PCBN thiêu kết khối và PCBN Composite tờ Composite thiêu kết với xi măng cacbua. Hiện tại, PCBN Composite tờ với chất kết dính được sử dụng rộng rãi. Độ cứng củaPcbn chất liệuThay đổi theo tỷ lệ Thêm keo. Càng dính nội dung, hạ thấp độ cứng và tốt hơn sự dẻo dai. Các loại chất kết dính khác nhau và sử dụng của PCBN cũng khác nhau.

2. Hiệu suất cắt của PCBN dụng cụ

Vì CBN tinh thể và tinh thể kim cương thuộc kẽm blende loại, và của họ hằng số mạng tinh thể là tương tự, và liên kết hóa học loại là như nhau, CBN có độ cứng và có khả năng chịu lực nén gần với kim cương, và bởi vì nó là sáng tác của N và B nguyên tử, Nó có một tỷ lệ của Kim Cương có cao hơn nhiệt độ ổn định và hóa học tính trơ. Các tính chất chính của PCBN công cụ chất liệu như sau:

(1) có độ cứng cao và chống hao mòn. Các microhardness của CBN đơn tinh thể là HV8000 ~ 9000, đó là thứ hai độ cứng cao nhất chất liệu được biết đến hiện nay. Độ cứng của PCBN Composite tấm nói chung là HV3000 ~ 5000. Do đó, khi sử dụng để chế biến cao-Vật liệu có độ cứng, đô thị này có cao hơn khả hơn xi măng cacbua và gốm sứ, trong đó có thể làm giảm kích thước sai lệch hoặc kích thước phân tán trong chế biến của nhiều vùng rộng lớn. Nó là đặc biệt thích hợp cho thiết bị với một mức độ cao của tự động hóa, có thể làm giảm công cụ thay đổi. Điều chỉnh phụ trợ thời gian của dao cho phát đến hiệu quả của nó.

(2) nó có độ ổn định nhiệt và nhiệt độ cao độ cứng. Khả năng chịu nhiệt của CBN có thể đạt đến 1400 ~ 1500 ℃, và độ cứng tại 800 ℃ là bình thường Nhiệt Độ Độ cứng của Al2O3/Tic gốm sứ. Do đó, khi cắt nhiệt độ cao hơn, nó sẽ làm mềm xử lý Chất liệu và làm tăng độ cứng khác biệt giữa các công cụ và dụng cụ, có lợi cho việc cắt quá trình, nhưng có rất ít tác dụng trên dụng cụ cuộc sống.

(3) nó có cao ổn định hóa học. CBN có chất chống oxy hóa, và không tạo ra quá trình oxy hóa tại 1000 °C. Nó không phản ứng hóa học với gốc sắt liệu tại 1200-1300 °C, nhưng nó sẽ thủy phân với nước ở khoảng 1000 °C, gây ra rất nhiều CBN là mặc ra ngoài, nên khi sử dụng PCBN dụng cụ cho ướt cắt, bạn cần chú ý đến các loại cắt chất lưu. Trường hợp bình thường, ẩm ướt cắt không cải thiện đáng kể tuổi thọ của PCBN dụng cụ, nên khô cắt phương pháp thường được sử dụng khi PCBN dụng cụ được sử dụng.

(4) nó có khả năng dẫn nhiệt tốt. Độ dẫn nhiệt của CBN chất liệu là thấp hơn so với kim cương nhưng cao hơn nhiều so với của xi măng cacbua, và với sự gia tăng của cắt nhiệt độ, độ dẫn nhiệt của PCBN công cụ tiếp tục gia tăng, nên nhiệt ở Đầu của dụng cụ có thể nhanh chóng được chuyển giao, Có lợi cho việc cải thiện độ chính xác của phôi chế biến.

(5) Nó có một hệ số ma sát thấp. Hệ số ma sát giữaCBN bộtVà chất liệu khác nhau là giữa 0.1 và 0.3, đó là thấp hơn nhiều so với của xi măng cacbua (0.4-0.6), và nó hơi giảm với sự gia tăng của ma sát tốc độ và áp lực dương. Do đó, các hệ số ma sát thấp và khả năng chống bám dính khả năng gây khó khăn cho CBN công cụ để tạo thành một trì trệ lớp hoặc xây dựng-lên cạnh khi cắt, có lợi cho việc nâng cao chất lượng của xử lý bề mặt.

Ⅱ. Ứng dụng trong cắt cao cấp các quá trình của PCBN dụng cụ

1. PCBN dụng cụ phù hợp với tốc độ cao và cực cao-cắt tốc độ xử lý công nghệ

PCBN dụng cụ thích hợp nhất cho tốc độ cao cắt các vật liệu như đúc sắt và thép cứng. Khi cắt tốc độ vượt quá một giới hạn nhất định, cao hơn tốc độ cắt, thấp mặc tốc độ của PCBN công cụ sườn bề mặt, đó là, dụng cụ cuộc sống dưới cao-cắt tốc độ cao hơn. Tính năng này đặc biệt phù hợp với hiện đại cao-Cắt tốc độ.

Hoàn thiện cứng phần cứng (độ cứng trên HRC55) thường được thực hiện bằng cách nghiền. Tuy nhiên, với sự phát triển của công cụ chất liệu và cải thiện gia công chính xác của máy tiện (đặc biệt là CNC Máy Tiện), cứng cắt được sử dụng thay vì xay để hoàn thành phần. Cuối cùng xử lý đã trở thành một cách mới hoàn thiện. Này cứng cắt phương pháp có các ưu điểm sau:

(1) nó có thể cải thiện chế biến linh hoạt, vượt qua giới hạn của đá mài mài, và có thể quá trình workpieces với hình học khác nhau hình bằng cách thay đổi lưỡi cắt và cắt Phương Pháp;

(2) bảo vệ môi trường vấn đề trong việc cắt là ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn. Chất thải chất lỏng và chất thải được sản xuất bởi xay rất khó để xử lý và loại bỏ, và họ có hại cho cơ thể con người. Cứng cắt không cần thêm nước làm mát, đó là có ý nghĩa trọng đại;

(3) cắt hiệu quả cao, thời gian chế biến là ngắn, và các thiết bị chi phí đầu tư là nhỏ, như chúng taĐa tinh thể kim cương cắt, Có thể làm giảm chế biến chi phí;

(4) năng lượng tiêu thụ để cắt cùng khối lượng chỉ 20% xay, nên ít cắt nhiệt được tạo ra, gia công bề mặt là không dễ dàng gây bỏng và micro vết nứt, và nó là dễ dàng để duy trì tính toàn vẹn của bề mặt hiệu suất của phôi;

(5) trong cùng kim loại loại bỏ tỷ lệ, cứng cắt tiết kiệm năng lượng hơn so với xay.

Dụng cụ chất liệu thường được sử dụng cho cứng Cắt bao gồm gốm sứ, Tic phủ chèn và PCBN công cụ vật liệu, nhưng cho cứng quay ở tốc độ cao hơn (trên 1000 m/phút), PCBN là công cụ tốt nhất chất liệu đa dạng. Ví dụ, khi dịch chuyển Fork (chất liệu là 20CrMnTi, độ cứng là HRC58 ~ 62) ô tô hộp số synchronizer tay áo được chế biến bằng xe thay vì xay, hiệu quả là tăng hơn gấp 4 lần, và cách chế biến chi phí giảm đến 1/3 ~ 1/2 ban đầu của quá trình xay.

2. Dụng cụ lý tưởng chất liệu cho khô quá trình cắt

Do kinh tế và môi trường lý do, khô cắt các phương pháp xử lý đã trở thành một chìa khóa đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực máy móc sản xuất trong những năm gần đây. Hãy Nhìn đầu tiên tại những vấn đề gây ra bởi việc sử dụng cắt chất dịch trong ướt quá trình cắt:

(1) lâu dài tiếp xúc với không khí hoặc cắt chất lưu Sương-như bay hơi gây ra bằng cách cắt nhiệt trong quá trình cắt có thể dễ dàng gây ô nhiễm môi trường và gây nguy hiểm cho sức khỏe của người điều khiển. Các chất phụ gia như lưu huỳnh và CLO trong cắt chất lỏng hơn gây hại và ảnh hưởng đến chất lượng của chế biến bề mặt;

(2) sử dụng cắt chất lưu ảnh hưởng đến chi phí xử lý. Theo thống kê, cắt chất Lưu Chiếm 15% chi phí sản xuất, trong khi công cụ chi phí chỉ chiếm 3% đến 4%;

(3) rò rỉ và chống tràn cắt chất lỏng sẽ gây ô nhiễm môi trường, và nó là dễ bị an toàn và chất lượng tai nạn;

(4) cắt chất lưu truyền, phục hồi, lọc và các thiết bị khác và của họ chi phí bảo trì bảo dưỡng cao, làm tăng chi phí sản xuất.

PCBN cắt có độ cứng cao và chống mòn, và có thể tạo ra độ chính xác cao phần (kích thước nhỏ phân tán) tại Cao Tốc độ cắt cho một thời gian dài, làm giảm đáng kể số lượng công cụ thay đổi và thời gian cho công cụ mặc bồi thường cho dừng lại. Do đó, nó là rất thích hợp cho máy CNC công cụ và thiết bị xử lý với một mức độ cao của tự động hóa, và có thể làm cho thiết bị của hiệu quả cao hoàn toàn ra sức.

3. Các ứng dụng của PCBN dụng cụ

Vì PCBN có độ cứng cao và chống mòn, nó không phản ứng với sắt nhóm kim loại ở nhiệt độ cao và là trơ về mặt hóa học, vì vậy nó chủ yếu được sử dụng để cắt cao-Vật liệu có độ cứng và khó máy chất liệu, như thép cứng và hợp kim cao cấp chống mài mòn gang, nhiệt độ cao hợp kim, thép tốc độ cao, bề mặt phun Vật liệu hàn,Nhân Tạo Chất liệu cứngVà thiêu kết vật liệu kim loại.

(1) chế biến thép cứng có thể đạt được hiệu quả của biến thay vì xay. Kể từ khi Độ sâu cắt là hơn mười lần lớn hơn xay sâu, chế biến hiệu suất cao và bề mặt không bị cháy. Ví dụ, khi gia công biến tốc độ trượt bánh răng (20CrMnTi, độ cứng HRC 58 ~ 62) bằng cách bật thay xay, cắt hiệu quả hơn 4 lần so với ban đầu mài.

(2) khi chế biến hợp kim cao cấp (có chứa 18% vonfram hay crom) chịu mài mòn đúc sắt, cắt tốc độ cao gấp 10 lần so với xi măng cacbua dụng cụ, và cắt hiệu quả là tăng hơn gấp 4 lần.

(3) để chế biến cao-coban-Crom-molypden chống ăn mòn và chịu nhiệt hợp kim, tốc độ cắt của PCBN dụng cụ 160 m/phút, đó là 8 lần xi măng cacbua dụng cụ.

(4) khi chế biến nhiệt phun (dạng xịt hàn) vật liệu, bề mặt phun Hàn phần không thể được chế biến bằng cách nghiền, và cắt hiệu quả với xi măng cacbua dụng cụ cực kỳ thấp. Sau khi chuyển sang PCBN dụng cụ, xử lý hiệu quả có thể được cải thiện và xử lý chi phí có thể được cứu bởi hơn 50%. PCBN dụng cụ cũng có thể được sử dụng để cắt chính xác kim loại màu và cắt thiêu kết kim loại, v. v.

Ⅲ. Biện pháp phòng ngừa trong việc sử dụng của PCBN dụng cụ

Nếu cắt lượng, công cụ hình học thông số và các điều kiện chế biến được chính xác chọn lọc, PCBN là hiệu quả và tuổi thọ công cụ có thể mang lại lợi ích kinh tế cao. Nhưng nếu nó được sử dụng không đúng cách, nó sẽ gây ra nhiều chất thải.

1. hợp lý lựa chọn cắt lượng: Tốc độ cắt nên được chọn theo chất liệu được chế biến, mà nói chung là cao hơn nhiều so với của xi măng cacbua dụng cụ. Các lựa chọn tốc độ cắt cho thép cứng với cắt độ cứng HRC55 ~ 65 là 80 ~ 120 m/phút. Từ PCBN cắt vật liệu cứng được thực hiện bằng cách làm mềm kim loại trong khu vực nhỏ của cắt khu vực, khi tốc độ cắt là quá thấp, cắt PCBN công cụ không có thể được thực hiện. Thức ăn tỷ lệ nói chung là không lớn hơn 0.2mm/R, và lưng-lấy lượng nói chung là chọn lọc được ít hơn 0.3mm.

2. hợp lý Lựa chọn công cụ hình học Thông số: kể từ khi sự dẻo dai của PCBN dụng cụ là cao hơn so với của gốm sứ và thấp hơn so với xi măng cacbua, chính xem xét cho việc lựa chọn công cụ hình học Thông số là đảm bảo cho sức mạnh của cạnh cắt. Các cào góc của dụng cụ nói chung là Chọn Lọc (0 ° ~-10 ° ), cứu trợ góc nên nhỏ hơn, khoảng 10 °. Ngoại trừ yêu cầu đặc biệt, để đảm bảo cho sức mạnh của đầu dụng cụ, dụng cụ đầu góc nên nói chung không được ít hơn 90 °; cắt cạnh nên mặt đất với một âm chamfer, nói chung 0.2mm ×(-15 ° ~-30 °), 30 ° trước khi sử dụng ~ 50 lần Kính lúp để kiểm tra các công cụ để đảm bảo rằng có là không bị sứt mẻ ở cạnh cắt.

3. Làm mát và bôi trơn: Khác công cụ của vật liệu, sử dụng làm mát bôi trơn chất lưu là có lợi để cải thiện xử lý bề mặt và kéo dài tuổi thọ cho dụng cụ, nhưng choPcbn công cụNgoại trừ trường hợp đặc biệt, lý tưởng xử lý chất lượng và tuổi thọ dài hơn có thể đạt được mà không cần làm mát. Nếu nước làm mát được sử dụng, sau đó hòa tan trong nước làm mát không thể sử dụng, vì CBN là dễ bị thủy phân tại 1000 °C, khiến nghiêm trọng dụng cụ khi mặc.

4. quá trình hệ thống máy Công cụ: PCBN công cụ chủ yếu được sử dụng để cắt khó máy chất liệu như thép cứng và mặc-chống đúc sắt, và các công cụ có âm chamfers, nên lực hướng tâm là tương đối lớn. Điều này đòi hỏi độ cứng và độ chính xác của máy công cụ được tốt, sự rung động của hệ thống cần nhỏ, cantilever được nhỏ khi các công cụ được cài đặt, và PCBN công cụ là không thích hợp để xử lý chất thải bề mặt.

Hiện tại, mặc dù giá PCBN công cụ vật liệu tương đối cao so với của xi măng cacbua và gốm sứ dụng cụ, chi phí của các công cụ được tán đều trên mỗi phôi là thấp hơn so với các vật liệu khác. Khi sử dụng cắt cao cấp quá trình, nếu đầu tư trang thiết bị được lan truyền vào chi phí sản xuất, việc sử dụng của PCBN dụng cụ sẽ mang lại lớn hơn lợi ích kinh tế. Cho Tướng vừa và nhỏ có kích thước doanh nghiệp, xay quá trình hoàn thiện quá trình luôn là nút cổ chai của quá trình sản xuất. Nếu bạn mua một máy tiện với hiệu suất tốt, sử dụng PCBN dụng cụ, và áp dụng cắt cao cấp các quá trình như chuyển thay vì xay, bạn có thể tiết kiệm thiết bị chi phí đầu tư và cải thiện năng suất để tăng tính linh hoạt của quy trình chế biến. Ngoài ra, do sự gia tăng nhân sự chi phí và các yêu cầu của bảo vệ môi trường, nó cũng có ý nghĩa to lớn để thúc đẩy việc sử dụng của PCBN công cụ để cho phát đến tiềm năng của họ hiệu quả và nâng cao trình độ cắt công nghệ xử lý.