金剛石墓律、立方氮化硼兩種材料簇寻，由于它們硬度大大超出其它材料數(shù)倍锭偿，因而人們將這兩種材料稱為超硬材料。金剛石由于性能優(yōu)越茂钠，應(yīng)用不斷地?cái)U(kuò)大脚们，已從金屬加工發(fā)展到了光學(xué)玻璃加工、石材加工径塔、陶瓷加工鳖路、硬脆材料加工等傳統(tǒng)加工難進(jìn)行領(lǐng)域，對(duì)各種工業(yè)發(fā)展將起到巨大推動(dòng)作用凰番，金剛石工具前景十分廣闊盏萝。

　　超硬刀具材料指比陶瓷材料更硬刀具材料寂贱。包括：?jiǎn)尉Ы饎偸⒕劬Ы饎偸?PCD)澡呼、聚晶立方氮化硼(PCBN)CVD金剛石等滋饲。超硬刀具主要以金剛石立方氮化硼為材料制作刀具，其以人造金剛石復(fù)合片(PCD)刀具及立方氮化硼復(fù)合片(PCBN)刀具占主導(dǎo)地位喊巍。許多切削加工概念屠缭，如綠色加工、以車代磨玄糟、以銑代磨勿她、硬態(tài)加工袄秩、高速切削阵翎、干式切削等都因超硬刀具應(yīng)用而起，故超硬刀具已成為切削加工不可缺少重要手段之剧。隨著科技進(jìn)步郭卫，制造業(yè)高速發(fā)展，CNC加工技術(shù)迅猛發(fā)展以及數(shù)控機(jī)床普遍使用背稼，超硬刀具生產(chǎn)及應(yīng)用也越來越廣泛贰军。PCDPCBN刀具已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工各個(gè)行業(yè)，如汽車零部件切削加工蟹肘，強(qiáng)化木地板加工等词疼，極大地促進(jìn)了切削加工及先進(jìn)制造技術(shù)飛速發(fā)展。

金剛石谅儡、超硬材料特性與作用

　　眾所周知秫丐，金剛石材料成分碳，金剛石與鐵系有親力妈扁，切削過程竹俱，金剛石導(dǎo)熱性優(yōu)越，散熱快粘胧，但要注意切削熱不宜高于700度摊房，否則會(huì)發(fā)生石墨化現(xiàn)象，工具會(huì)很快磨損诅潮。因?yàn)榻饎偸邷叵耊昨哑、Ta、Ti胜全、Zr域毡、Fe、Ni刁祸、Co熄阻、Mn斋竞、Cr、Pt等會(huì)發(fā)生反應(yīng)秃殉，與黑色金屬(鐵碳合金)加工會(huì)發(fā)生化學(xué)磨損坝初，所以，金剛石不能用于加工黑色金屬只能用有色金屬非金屬材料上钾军，而CBN即使1000oC高溫下鳄袍，切削黑色金屬也完全能勝任。已成為未來難加工材料主要切削工具材料吏恭。一般超硬材料指人造金剛石拗小、人造CBN。這兩種材料同時(shí)存樱哼，起到了互補(bǔ)作用哀九、可以覆蓋當(dāng)前與今后發(fā)展各種新型材料加工，對(duì)整個(gè)切削加工領(lǐng)域極為有利搅幅。

　　1.PCD

　　金剛石燒結(jié)體(PCD)出現(xiàn)阅束，許多方面代替了天然單晶金剛石。PCD與天然金剛石比較茄唐，價(jià)格便宜伴严，且刃磨遠(yuǎn)比天然金剛石方便，所以其應(yīng)用辐芍、推廣特別迅速贡垃。大量涌現(xiàn)新材料，大部分都難加工材料掷戚，如高硅鋁合金令久，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞大量采用這種材料。一般膊向，含硅量低于10%鋁合金体笨，用硬質(zhì)合金切削工具即可，但含硅量超過10%,就只能借助PCD糙娃。當(dāng)前采用高硅鋁合金含硅量均12%以上烧啊，有已達(dá)18%以上，所以非PCD莫屬憎抡。

　　但端杂，由于PCD種類很多，有合理選擇必要性湿。其粒度纬傲、濃度等都會(huì)影響到硬度、耐磨性等性能肤频。因此叹括，應(yīng)用也必須根據(jù)被加工材料種類算墨。硬度等特性來考慮合理各種參數(shù)。PCD國內(nèi)外生產(chǎn)已十分普及汁雷，但質(zhì)量有較大差異净嘀，因此價(jià)格上出入很大。

　　2.PCBN

　　立方氮化硼燒結(jié)體(PCBN)CBN顆粒與結(jié)合劑一起燒結(jié)而成侠讯，硬度僅次于金剛石挖藏，與黑色金屬無親力。但厢漩，PCBN不適于切削一般鋼件膜眠。PCBN刀具材料性能如下：

　　(1)具有較高硬度耐磨性。

　　CBN晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似溜嗜，化學(xué)鍵類型相同宵膨，晶格常數(shù)相近，因此具有與金剛石相近硬度強(qiáng)度盔雷。CBN微粉顯微影度為HV8000-9000牺闪，其燒結(jié)體PCBN硬度為HV3000-5000。

　　(2)具有很高熱穩(wěn)定性篱汤。

　　CBN耐熱性可達(dá)1400-1500℃，PCBN800℃時(shí)硬度還高于陶瓷硬質(zhì)合金常溫硬度媒卑。

　　(3)具有優(yōu)良化學(xué)穩(wěn)定性铃越。

　　由于PCBN耐高溫，大氣水蒸氣经馍，900℃以下無任何變化且穩(wěn)定切锈，甚至1300℃時(shí)，F(xiàn)e父绿、Ni尿旅、Co等也幾乎沒有反應(yīng)，更不會(huì)像金剛石那樣急劇磨損畅廷，這時(shí)它仍能保持硬質(zhì)合金硬度捕阅，因此，它不僅能切削淬火過鋼零件或冷硬鑄鐵麸塞，而且能被廣泛應(yīng)用于高速或超高速切削工作上秃臣。

　　(4)具有較好導(dǎo)熱性。

　　各類刀具材料哪工，CBN導(dǎo)熱性僅次于金剛石奥此，大大高于硬質(zhì)合金，而且隨著溫度升高雁比，PCBN導(dǎo)熱系數(shù)增加稚虎。

　　(5)具有較好摩擦系數(shù)撤嫩。

　　與不同材料間摩擦系數(shù)CBN為0.1-0.3,硬質(zhì)合金為0.4-0.6,隨著切削速度提高,摩擦系數(shù)減小。

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