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1、鄭州華菱超硬材料有限公司2014.10CBN刀具可以加工硬度范圍引言：目前，CBN刀具在黑色金屬加工領(lǐng)域，是耐磨性能最好的刀具材料，經(jīng)過論證，立方氮化硼刀片的壽命一般是硬質(zhì)合金刀片和陶瓷刀片的幾倍到幾十倍。立方氮化硼刀具（CBN刀具）作為脆性超硬刀具材料，硬度是其最明顯的特點，而韌性是其最基本的保證，本文通過使用CBN刀具車削不同硬度的鉻鉆（Cr－Mo）合金鋼的試驗，闡述了工件材料硬度對CBN刀具壽命的影響，并對其原因作了分析；來進(jìn)一步明確CBN刀具適宜加工硬度范圍，進(jìn)一步指導(dǎo)CBN刀具的使用。并淺談了華菱超硬除了除了對CBN刀具硬度之外的研究—--抗沖擊韌性。CBN刀具的性能與
2、能加工硬度范圍一、CBN刀具的性能立方氮化硼（CBN）是人工合成的一種高硬度材料，它的硬度（HV7300～9000）僅次于金剛石，但它的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性都大大高于金剛石，它能耐1300～1500℃的高溫，與鐵族金屬直至1200～1300℃時也不易起化學(xué)作用。因此，CBN刀具既適用于非鐵族難加工材料的加工，也適用于淬硬鋼、冷硬鑄鐵及高溫合金等鐵族難加工金屬的切削。用CBN刀具進(jìn)行半精加工和精加工，加工精度可達(dá)IT5，表面粗糙度可小至Ral．25～0．2μm。著刀具具有較優(yōu)的幾何形狀，無論是在刀具壽命還是加工表面粗糙度方面，CBN刀具切削都完全可以代替磨削加工。二、CBN刀具的耐用
3、度，由于CBN對鐵族金屬呈化學(xué)惰性并具有高硬、耐磨、耐高溫、強(qiáng)度好等特點，故其加工對象多為淬火鋼類難加工零件，使用CBN刀具切削軟質(zhì)材料的資料較少，CBND具切削軟質(zhì)材料時的磨損情況資料不多。為了明確CBN刀具的適用范圍，通過車削不同硬度的Cr一伽合金鋼來測定CBN刀具的耐用度，發(fā)現(xiàn)了一些值得注意的現(xiàn)象。實驗是在以下條件下進(jìn)行的。切削時不使用切削液。這是因為使用水溶性切削波在高溫下CBN會和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，損害CBN的性能。同時CBN刀具的切削速度一般選得較高，以便使切削區(qū)加熱到促使材料軟化的溫度而有利于切削，這時使用切削液可能引起對具冷熱不勻，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致熱龜裂，使C
4、BN刀具崩刃。所以CBN刀具一般宜于干式切削。切削的工件材料為中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼35CrMo合金鋼，工件硬度分別為HRC28、35、45和58o刀具的主要幾何角度為：前角Y。。－5”，后角a。一礦，刀尖圓角半徑r．－0．smm，無負(fù)倒核。刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)ISO統(tǒng)一規(guī)定以1／2切削深度處后刀面上測定的磨損帶寬度yB作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，本實驗取華菱超硬是硬材料加工行業(yè)中知名的刀具，致力于高硬度切削和高速切削領(lǐng)域完整的刀具產(chǎn)品及方案設(shè)計鄭州華菱超硬材料有限公司2014.10yB“0·Zm“。在切削用量中，切削速度y是影響刀具耐用度T的最主要因素。刀具耐用度與切削速度關(guān)系為：yT”。Co
5、式中m——指數(shù)，表示y－T間影響成程度C?！禂?shù)，與刀具、工件和切削條件有關(guān)當(dāng)工件硬度為HRC28fD35時，CBN刀具的m值約為0．sl工件硬度為HRC45和58時，m值約為0．6～0．65。硬質(zhì)合金切削刀具YT15，m值約為0．46。實驗中切削速度在100～300m／min之間，切削深度a，一0．smm，進(jìn)給量f＝0．lmm／r。切削速度y－150m／min和y－200m／min時工件硬度和刀具耐用度的關(guān)系曲線見圖1，CBN刀具耐用度的最低點約在工件硬度為HRC35時。三、切削力和切削溫度切削力測定中發(fā)現(xiàn)當(dāng)工件硬度低于HRC40，切削力基本恒定，當(dāng)工件硬度高于HRC40，C
6、BN刀具的切削力隨工件硬度增大而顯著增大。這個現(xiàn)象說明切削力不是造成CBN刀具耐用度在切削硬度約為HRC35的工件時最低的原因。刀具后D面溫度曲線見圖2。對于所有的切削速度，當(dāng)工件硬度約為HRC35時，CBN刀具后刀面的溫度均為最高，這似乎可以說明切削熱是引起刀具切削硬度為HRC35的工件時后刀面磨損最大的原因。磨損的后刀面，通過掃描式電子顯微鏡觀察，可見刀具后刀面上有許多條痕和大量的金屬鐵（Fe）沉積。聯(lián)系到圖2所示為溫度特性曲線，此時CBN刀具的磨損主要是粘結(jié)現(xiàn)象引起的，因為高溫時粘結(jié)的劇烈程度比低溫時大得多。另一方面，由于CBN刀具切削鉛一鋁合金鋼時有較大的m值（0．6），
7、以及磨鈍刀具后刀面上的摩擦條痕，說明CBN刀具同時存在著粘結(jié)和摩擦磨損，當(dāng)切削硬度約為HRC35的工件時，粘結(jié)磨損占主要地位。四、結(jié)論1．當(dāng)切削不同硬度的Cr－Mo合金鋼時，在切削較軟的HRC35工件時，CBN刀具后刀面溫度最高，耐用度最低。2．切削硬度約為HRC35的合金鋼時可在CBN刀具后刀面上觀察到大量的摩擦條痕和沉積金屬鐵（Fe），此時CBN刀具以粘結(jié)磨損為主。立方氮化硼刀具的硬度與脆性的辯證目前，CBN刀具在黑色金屬加工領(lǐng)域，是耐磨性能最好的刀具材料，經(jīng)過論證，立方氮化
