CBN刀具的特性及应用案例(精)

CBN 刀具的特性及应用案例

CBN 刀具是由立方氮化硼制作而成的刀具。 CBN 是氮化硼(BN 的同素异构体之一,结构与金刚石差不多,利用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。 CBN 刀具分为焊接式 CBN 刀具和整体式 CBN 刀具。焊接式 CBN 刀具是以硬质合金作基体,只在刃口上镶焊有 CBN 复合层,整体式 CBN 刀具是通体都是一种材料。两者的区别在于焊接式 CBN 刀具适合精加工工序,只能加工背吃刀量ap ≤ 0.3mm 以下的工件,而整体式 CBN 刀具可以加工余量为 0.3mm 以上的工件, 适合粗加工和半精加工工序。 CBN 刀具的特性为:(1具有较高的硬度和耐磨性;(2具有很高的热稳定性;(3具有优良的化学稳定性;(4具有较好的导热性;(5具有较低的摩擦系数。 CBN 刀具适合加工的材料范围:高硬度铸铁、热处理之后的高硬度工件加工(淬硬钢HRC ≥ 50 、灰铸铁球墨铸铁、和高温合金等材料。以下是华菱超硬刀具针对各种材料的加工进行分析。

一、加工高硬度铸铁材料

对于 HSD75以上的铸铁加工(如高硬度轧辊,因硬度较高,毛坯一般伴随着气孔,沙眼,包砂等铸造缺陷,对刀片的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高;适合此材料的 CBN 刀具为 BN-K1牌号,此牌号保持了 CBN 刀具硬度及耐磨性能优异之外,抗冲击韧性较好,不宜崩损,能承受较大的切削深度, 适合大余量粗加工高硬度铸铁,也适用于精加工工序。以加工以镍铬合金铸铁轧辊加工为例,轧辊硬度:HSD80, 刀具牌号:BN-K1, 切削参数:ap=4mm , Fr=1mm/r, Vc=55m/min,切削方式:干式切削。加工效果:BN-K1牌号与某陶瓷刀具相比刀片寿命长,遇到气孔,砂眼不崩刀。

二、加工热处理后的高硬度工件材料

经过热处理后的工件硬度高,加工较困难,陶瓷刀具脆性大遇到断续切削会产生崩刀(如淬火后齿轮加工端面,端面部位有螺栓孔等,华菱针对淬火钢断续切削推出的 CBN 刀具 BN-H20牌号和 BN-S20牌号,两者的区别在于 BN-H20牌号适合加工中等断续切削, BN-S20牌号加工强断续切削。 BN-H20牌号抗冲击韧性好,适合切削 HRC55以上淬火钢件,经济切削线速度 Vc=100-

180m/min,fn=0.07-0.15mm/r。 BN-S20牌号是非金属粘合剂,抗冲击性和耐磨性更好,工件表面粗糙度也达到用户要求,最难能可贵的是刀具的最终失效形式并不是让人担心的崩刀刃,而是正常的后刀面磨损。

三、加工灰铸铁、球墨铸铁材料

灰铸铁的常见工件有刹车盘,制动鼓,表面粗糙度和形位公差是加工质量的最基本保证,在采用数控车加工灰铸铁中, CBN 刀具能保证工件的形位公差 (平行度、平面度和粗糙度、加工亮度。加工灰铸铁常用的刀具有 BN-S30牌号, BN-S300(加工端面和 BN-K20(加工内孔。

BN-S30刀具耐磨性能和抗冲击韧性较好,能承受大余量切削,常用于粗加工和半精加工中。而 BN-S300除了能获得很好的光洁度外,避免了因加入金属粘合剂导致的刀片寿命降低,刀片耐用度的提高,使得刀具费用降低,同时减少了换刀频次,加工效率得到大幅度提高,能够获得很好的加工表面光洁度和亮度,这一特点与精车刹车盘常用的刀具 BN-K20很相似,但由于 BN-S300的整体聚晶结构使得其更能承受切削余量不均时的冲击载荷。

四、加工难切削材料(如高温合金、粉末冶金等

加工粉末冶金的刀具应具有耐磨性、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的特性, 并能获得低的表面粗糙度,由于粉末冶金零件硬度高,硬质合金不耐磨,所以目前粉末冶金行业广泛使用的刀具有陶瓷刀具和 CBN 刀具 BN-S50牌号,这两种只适合精加工工序,用户可根据其经济性具体选择。对于大余量粗加工还是选用 BN-S20牌号,属于非金属粘合剂,其韧性好,抗冲击性好,是整体 CBN 刀具, 可以切削吃刀量ap ≤

3.5mm ,韧性好,适合粉末冶金零件的粗加工和半精加工。切削参数:ap=0.4mm,

Fr=0.15-0.3mm/r, Vc=180m/min。效果是普通 CBN 刀具寿命的 2倍。

华菱硬车刀具品牌简介:

1, CBN 刀具行业唯一国产化品牌。

2,硬材料加工行业用户中最知名的刀具品牌

3,“量体裁衣”式服务。

4,致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计。5,专业、高效。