PCBN 刀具材料制备与其特性摘要:在现代工业尤其是汽车工业与航天航空工业中,复合材料与耐磨有色金属材料被大量使用,而采纳普通刀具加工这类材料却难以胜任
因此,超硬刀具材料 PCBN 应运而生
本文对 PCBN 材料的主要性能进行了描述
指出,PCBN 材料的性能主要与 CBN 的含量、粒度与结合剂的种类有关
一类是 Co 等作粘结相,高 CBN 含量的 PCBN,主要用于粗加工,切削高硬度合金钢、耐磨铸铁、硬质合金等较优
另一类是以瓷作粘结相,低 CBN 含量,细粒度的 PCBN,主要用于精加工,切削材料以淬火钢、模具钢、轴承钢为主
一、引言 立方氮化硼复合体(PCBN)是上个世纪 70 年代初开发的一种超硬刀具材料
与传统刀具材料相比,具有耐磨性高、耐热性好、与铁族金属不起亲和反应等优点
实践说明,PCBN 刀具具有加工精度高和较低的工件表面粗糙度,达到“以车代磨”、“以铣代磨”、“以镗代磨”的使用效果
其加工精度可以达到 1μm,表面粗糙度可以达到 0
PCBN 是先进加工不可缺少的利刃,高速切削技术进展的历史,也就是刀具材料不断进步的历史
铁族金属高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼
单晶立方氮化硼的颗粒很小,目前人工合成的单晶立方氮化硼的最大粒径为 3mm 左右
鉴于培育立方氮化硼大单晶在技术上存在难度,所以,联、美国、英国、日本和中国相继研制出聚晶立方氮化硼[1]
二、PCBN 制造工艺简述 聚晶立方氮化硼可以分为整体 PCBN 烧结块和带硬合金基体的 PCBN 复合片
整体 PCBN烧结块是由 CBN 颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN 复合片是由 CBN 层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的
多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性,克服了单晶存在解理面的缺陷,同时,PCBN 具有硬质合金基体的抗冲击韧性[2]
目前,应用比较多是带粘结剂的