聚晶立方氮化硼(PCBN)是一种超硬刀具材料,它是以微晶CBN为主要原料在不加入或加入适量助烧结剂条件下经高温高压烧结而成。

PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具具有硬度高,韧性好,热稳定性高和化学惰性大等特点。因此在切削加工的各个方面表现出了优异的切削性能。特别适宜于加工各种淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料。

PCBN刀具的应用:

PCBN刀具经过近20年来的发展及推广应用,获得了巨大的经济效益和社会效益。

PCBN主要用于加工合金钢、模具钢等各种淬硬钢以及各种高温合金、耐磨材料,在汽车、军工、数控机床及多功能机床领域都有应用。PCBN刀具可实现车铣代替磨削,大大减少了加工时间,节约生产成本。

PCBN刀具加工淬火钢

钢材经淬火和低温回火后称为淬硬钢,淬火钢是一类难加工材料。其强度和硬度高,导热率低,耐磨性好。早期淬火钢的的加工工艺是以磨削为主,PCBN刀具的出现使得车削淬硬钢可以实现“以车代磨”,淬硬钢工件常规的加工工艺是粗磨、精磨,现代切削加工与刀具材料技术的发展可采用高精度的车削工艺代替磨削加工。为淬硬工件的精加工开辟了一条又快又经济的新途径。

精车时一般加工余量为0.3mm左右,在条件允许下尽可能保证余量均匀,均需提高淬火之前的尺寸精度。因为均匀的加工余量可以延长PCBN刀具寿命。精车一般不用车削液,因为它使用较高的切削速度,大量的热量将由切屑带走,很少会在工件表面产生热损伤及热变形。

PCBN刀具加工硬铸铁及高速切削灰铸铁:

(1)PCBN刀具用于车削钢件时,要求工件淬火硬度高于HRC45-55. 而加工铸铁时,只要工件硬度达到中硬水平(HRC45)就很有成效。

(2)高速端面铣削    

 如在一个装有8块刀片的端铣刀上改装成只装对称式的两片PCBN刀片。而将切削速度提高4倍。其结果是金属切除率相同,而切削力降低四分之三。若采用陶瓷刀片则需采用较大的负前角,切削条件变差,刀具寿命与加工质量都远远赶不上PCBN刀具。高速切削铸铁时,一般粗加工当然可使用K类硬质合金。精加工可用复合氮化硅陶瓷或PCBN复合片。但高速加工珠光体铸铁或冷硬合金铸铁时,使用pcbn刀具要比其他材料可获得较高的使用寿命与较低的表面粗糙度值。

(3)难加工材料的切削加工

如奥氏体不锈钢(HRC45)高温合金钢、高锰钢、高强度钢等难加工材料,由于材料含有微观硬点,宏观硬度也高导热系数小,强度高,切削时塑性变形大,切削力剧增,切削温度高,刀具磨损剧烈,表面粗糙度值很低。唯有采用较大角度的pcbn刀具,适当的切削参数才可以获得较高的加工效率与质量。