超硬切削材料刀具主要是指金剛石和立方氮化硼(PCBN)刀具，而金剛石刀具中又以人造聚晶金剛石(PCD)刀具的應(yīng)用最為廣泛倒堕。隨著全球汽車灾测、航空和模具等機(jī)械制造業(yè)的高速發(fā)展，過去首選用于加工傳統(tǒng)“難加工”材料(如有色金屬垦巴、增強(qiáng)塑料媳搪、陶瓷、淬硬鋼骤宣、鑄鐵和高溫合金等)的硬質(zhì)合金刀具秦爆，正越來越受到上述超硬切削材料刀具的沖擊。隨著超硬刀具制造技術(shù)的發(fā)展和提高憔披，其加工范圍也越來越廣等限，已成為某些機(jī)加工領(lǐng)域的首選刀具。

　　1．超硬切削材料刀具的特點(diǎn)

　　1) PCD刀具的特點(diǎn)

　　a. 極高的硬度及壽命活逆，人造聚晶金剛石(PCD)的硬度可達(dá)68GPa精刷，僅次于天然金剛石，是目前世界上人工合成的最硬物質(zhì)，人造聚晶金剛石的硬度是目前被廣泛應(yīng)用于汽車加工領(lǐng)域的硬質(zhì)合金材料硬度的3～4倍怒允；在加工鋁硅合金時埂软，人造聚晶金剛石刀具的使用壽命是硬質(zhì)合金刀具的20～100倍。

　　b. 很低的摩擦系數(shù) PCD 金剛石刀具非常適合加工鋁合金思袋、鎂合金等有色金屬聪供，它與有色金屬的摩擦系數(shù)低于0.3(約為硬質(zhì)合金的一半)，這對切屑的順利排出估骡、杜絕積屑瘤的產(chǎn)生蜒且、降低切削力和切削熱非常有利。

　　c. 非常鋒利的刀刃 根據(jù)不同的工藝要求暮霍，PCD金剛石刀具的刃面粗糙度一般在Rz3.4～6.0μm左右尤喂，如有特殊要求，可經(jīng)過表面拋光研磨處理至Rz1.7～2.1μm串篓，刀刃鈍圓半徑可達(dá)0.01μm 以下辽奥。

　　d. 優(yōu)異的導(dǎo)熱性 PCD刀具的導(dǎo)熱性略低于天然金剛石，約為硬質(zhì)合金的3～5倍绩寂，這有利于降低刀尖部分的溫度茶括，提高刀具的使用壽命。

　　e. 低的熱膨脹系數(shù) PCD刀具的熱膨脹系數(shù)約為硬質(zhì)合金的1/4佃戈。因此诅福，PCD 金剛石刀具的熱穩(wěn)定性非常好，能長時間保持刀具的尺寸精度和鋒利性拖叙。

　　2) PCB刀具的特點(diǎn)

　　a. 很高的硬度及耐磨性能 如圖2所示氓润，聚晶立方氮化硼(CBN)是利用高溫高壓人工合成的另一種超硬刀具材料，其硬度略低于聚晶金剛石(PCD)憋沿。在加工淬硬鋼時旺芽，其耐用度是硬質(zhì)合金的10～50倍左右，切削速率可提高. 倍以上辐啄。

　　b. 優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 CBN的耐熱溫度可達(dá)1400℃左右采章，比金剛石的耐熱溫度400℃高一倍，在1000℃以下不會出現(xiàn)氧化現(xiàn)象壶辜，在1200℃時也不與鐵基材料起化學(xué)反應(yīng)悯舟。

　　c. 良好的導(dǎo)熱性 CBN的導(dǎo)熱性低于金剛石，但比硬質(zhì)合金高很多砸民，并且隨著切削溫度的提高抵怎，它的導(dǎo)熱系數(shù)還會提高。

　　d. 較低的摩擦系數(shù) CBN與淬硬鋼之間的摩擦系數(shù)約為硬質(zhì)合金與淬硬鋼之間摩擦系數(shù)的1/2岭参。

　　2．超硬切削材料刀具的應(yīng)用

　　1) 超硬刀具的種類

　　人造聚晶金剛石(PCD)復(fù)合刀片通常是由含量為80～90%的粒度為2μm反惕、10μm或25μm 的金剛石顆粒為原料赶马，并以鈷作為催化劑，在大約1400℃的高溫和60kBar的高壓下燒結(jié)在圓盤形硬質(zhì)合金基體上马怎。聚晶立方氮化硼(CBN)刀片一般也是經(jīng)高溫既屋、高壓燒結(jié)在硬質(zhì)合金基體上做成復(fù)合刀片形式。

　　根據(jù)對不同刀具的不同要求惰渐，在高功率闰幽、高精度的EDM線切割機(jī)床上采用特殊設(shè)計(jì)的軟件對其進(jìn)行優(yōu)化、精密分割校社，制作成各類刀具屯贺。鈷領(lǐng)公司的超硬刀具產(chǎn)品基本可覆蓋整個切削類刀具，從車刀欠怕、機(jī)夾刀片到旋轉(zhuǎn)類刀具(包括PCD 鉆頭摸进、銑刀、鉸刀及可調(diào)式精密鏜刀等)兢假，其中PCD 鉆頭一黄、立銑刀已形成系列并批量投入生產(chǎn)。對于有特殊要求的刀具援雇，鈷領(lǐng)公司的專家會專門為客戶設(shè)計(jì)、制作椎扬，幫助您更高效的完成加工任務(wù)惫搏。

　　2) CBN 刀具的應(yīng)用

　　由于CBN 刀具在加工鐵系金屬時會產(chǎn)生化學(xué)滲透，因此不適合加工鋼和鑄鐵蚕涤，但在加工有色金屬和非金屬材料(如鋁筐赔、鎂、銅及其合金揖铜，木材茴丰、增強(qiáng)塑料、石墨和陶瓷等)時能表現(xiàn)出超群的切削能力天吓，能非常輕松地以高于硬質(zhì)合金10倍以上的切削效率進(jìn)行加工贿肩。通常通過切削試驗(yàn)來選擇最佳的切削參數(shù)，在切削加工時最好使用冷卻液龄寞。在加工硅鋁合金時刀具壽命常常能達(dá)到硬質(zhì)合金的100倍以上汰规，如此高的切削速率減少了積屑瘤在刀具刃口生成的可能性。

　　CBN 刀具特別適合于高質(zhì)量的精加工工序物邑，甚至在較大的切削深度和切削速度下也能獲得杰出的表面質(zhì)量鲁其，這有利于減少加工工序，縮短工件的加工周期耻覆。

　　用于直徑f3～12mm耐浙。

　　3) PCB刀具的應(yīng)用

　　PCB刀具主要用于加工硬度在45HRC以上的各種淬硬鋼(彈簧鋼、軸承鋼、高速鋼等)慢荧、鑄鐵(冷硬鑄鐵翅昏、灰鑄鐵等)、高溫合金(鈷基合金惊钮、鎳基合金等)访芙、硬質(zhì)合金及粉末噴涂金屬等難加工材料。

　　PCB刀具能在很大范圍內(nèi)有效代替磨削進(jìn)行高精度加工计员。與磨削加工相比薯替，對于同等加工精度，PCB刀具的加工效率更高假仙，綜合效益更好救辖，可滿足現(xiàn)代汽車制造業(yè)對刀具的高效、高穩(wěn)定性氮唯、高壽命的要求鉴吹。

　　3．超硬切削材料刀具加工實(shí)例

　　實(shí)例1

　　工作內(nèi)容：銑削空調(diào)壓縮機(jī)部件上的渦旋槽；工件材料：鋁硅合金(AlSi10Mg)惩琉。

　　加工難點(diǎn)：雖然工件直徑僅100mm豆励，但實(shí)際銑削長度達(dá)800mm，渦旋槽窄而深瞒渠，且壁很绷颊簟；要求被加工底面與側(cè)面垂直伍玖，被銑削的槽內(nèi)壁粗糙度要求Rz2μm嫩痰。因原用刀具切削壽命短導(dǎo)致每只工件的刀具成本太高。

　　解決方案：(1)刀具選擇：采用一體化短錐柄焊接式PCD銑刀窍箍，該銑刀設(shè)計(jì)有特殊的軸向角串纺。(2)切削參數(shù)：n=40,000r/min，Vc=1760m/min椰棘，f=0.25mm/r纺棺，Vf=1,000mm/min。

　　應(yīng)用效果：工件被加工表面的表面粗糙度達(dá)Rz1.5μm低腕；平均每把刀可加工97,400只工件杰泡，相當(dāng)于每把刀的壽命為77,920米；刀具成本從過去的7.15美元/件降至1.21美元/件颖怕。

　　實(shí)例2

　　工作內(nèi)容：汽車剎車塊上鉆孔并銑制螺紋朋丢；工件材料：最新研制的陶瓷(含有60%碳化硅纖維)。

　　加工難點(diǎn)：工件材料的加工性能差剔撮，采用硬質(zhì)合金刀具試切削失敗请癣，采用涂層金剛石鉆頭勉強(qiáng)鉆削90只孔薛对，每孔鉆削時間30秒，效率低砍倾，刀具壽命短深冶；無法銑制螺紋。

　　解決方案：為了加工螺紋乎叫，鈷領(lǐng)刀具專家特別研制了PCD螺紋銑刀欧陋，該銑刀耐磨性能好，不易破裂语但。

　　切削參數(shù)：在相同的進(jìn)給量(f=0.02mm/r)下邪蛔，鉆孔速度由過去的Vc=25m/min提高到Vc=100m/min；PCD螺紋銑刀Vc=60m/min扎狱，f=0.025mm/r侧到。

應(yīng)用效果：平均每支鉆頭可加工110只孔，每孔鉆削時間僅1.5秒淤击，每孔減少加工時間95%匠抗。同時新研制的PCD螺紋銑刀解決了螺紋的加工難題。

　　例3

　　工作內(nèi)容：V6柴油發(fā)動機(jī)缸蓋孔的加工污抬，工件材料AlSi10Mg(Cu)汞贸。

　　加工難點(diǎn)：斷續(xù)切削，孔徑公差小壕吹，圓度著蛙、表面質(zhì)量要求高。

　　解決方案：采用焊接式PCD階梯鉸刀耳贬。切削參數(shù)：n=10,000r/min，vc=377m/min猎唁，f=0.2mm/r咒劲，Vf=2,000mm/min。應(yīng)用效果：每把鉸刀加工10,000只缸蓋拄渣，即加工120,000只孔轴布。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享浦砚，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)缓捂，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布亚滑、編輯整理上傳茄妇，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)还做。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻晨丸、圖片诱榴、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知云卤，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容备则，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn城也。