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兩種新型CBN刀具材料

發布時間:2013-08-08

1 加工淬硬鋼用BX530
(1)材料特點
在通常情況下,用聚晶CBN刀具進行切削加工可獲得Rz3.2μm的表面粗糙度,如欲獲得更小的表面粗糙度值,就需要進行磨削加工。加工成本也是需要考慮的問題。如果能用切削加工替代磨削加工,就能大幅縮短加工時間,降低加工成本。為實現“以切代磨”,就需要有能穩定獲得Rz1.6μm表面粗糙度值的刀具材料。通常,加工表面粗糙度受到CBN刀具材料粒度的影響,CBN粒度越小,可能獲得的表面粗糙度值也越小,因此,需要開發比過去的微粒CBN(粒度為0.5-10μm)粒度更小、分布更均勻的超細微粒CBN材料。
為此,日本泰珂勒(Tungaloy)公司開發出了粒度為0.2?m的超細微粒“BX530”CBN刀具材料。由BX530的金相組織照片可見,與原有的微粒CBN材料相比,BX530的CBN粒子(黑色相)顆粒更微細,分布也更均勻。
(2)加工實例1
用BX530和原有微粒CBN刀具加工淬硬鋼零件(切削條件:Vc=100m/min,f=0.03mm/r,ap=0.10mm,濕切;Rz1.6μm),以表面粗糙度值Rz1.6μm作為刀具壽命判定標準。加工結果表明,原有微粒CBN刀具的切削長度達到1000m時,表面粗糙度值為Rz1.4μm;切削長度達到3000m時,表面粗糙度值達到Rz1.6μm的標準值。而BX530刀具的切削長度達到5000m時,表面粗糙度Rz值仍未達到標準值,仍可繼續加工。
(3)加工實例2
用BX530和其他公司的微粒CBN刀具加工另一種淬硬鋼件(切削條件:Vc=220m/min,f=0.03mm/r,ap=0.07mm,干切;壽命標準:常數(Rz1.2μm))。以表面粗糙度值Rz1.2μm作為刀具壽命判定標準,加工件數為一常數。加工結果表明,加工相同數量工件后,微粒CBN刀具的加工表面粗糙度為Rz=0.92-1.26μm,而BX530刀具的加工表面粗糙度為Rz0.70-0.92μm。由此可知,BX530超細微粒CBN刀具可以加工更多零件。
2 加工粉末合金用BX470
(1)材料特點
由于粉末冶金制品的合金設計自由度大,可以制造各種復雜形狀零件,因此,近年來粉末冶金制品的應用不斷增加。此外,隨著粉末冶金技術的不斷改進,粉末合金的加工性呈現出難切削化趨勢。例如,汽車驅動齒輪采用鐵系粉末合金制造,由于驅動帶采用鋼帶,因此要求驅動齒輪具有更高的強度和耐磨性。為此,在粉末合金設計中添加了Mo、Cr等硬化元素成分,并進行了表面硬化處理等,使原本可加工性就差的零件切削難度更大。
在粉末合金的切削加工中,容易產生毛刺,它會使刀尖磨損,導致切削性能下降;同時去除毛刺要增加加工時間,提高加工成本。因此,要求刀具不僅應具有良好的耐磨性和抗崩刀性,還應保持刀尖切削性能的穩定性。
在一般情況下,用聚晶CBN刀具加工鐵系粉末合金時,CBN聚晶體中CBN粒子間的結合相與工件中的硬質粒子相互摩擦,導致CBN粒子脫落。為了抑制這種摩擦,保持刀尖的穩定性,需要使CBN粒子微細化并提高CBN含量(原有CBN含量較高材料的CBN粒度通常約為2-3μm)。為適應這種需求,日本泰珂勒(Tungaloy)公司開發出了CBN粒度為1.5μm左右、CBN微粒的體積含量比達到95%的“BX470”刀具材料。由于CBN粒子的微細化,使結合相厚度變薄,粉末合金中的硬質粒子無法嵌入結合相,從而抑制了摩擦。此外,將CBN的體積含量提高到95%,在使結合相進一步變薄的同時,提高了CBN粒子間的結合強度,從而大幅度提高了抗崩刀性能。用BX470刀具和原有高含量CBN刀具加工相同數量(500件)鐵系粉末合金工件(切削條件:Vc=200m/min,f=0.1mm/r,ap=0.15mm,濕切;加工件數:500件)后刀尖損傷狀態的對比可以看出,與原有CBN刀具相比,BX470刀具的刀尖仍能保持鋒利的形狀。
(1)加工實例1
用BX470刀具、原有的高含量CBN刀具和涂層硬質合金刀具加工鐵系粉末合金工件(切削條件:Vc=200m/min,f=0.05mm/r,ap=0.10mm,濕切;壽命標準:磨損量(VB=0.20mm))的對比結果可知:如用刀具磨損量評價刀具壽命,涂層硬質合金刀具切削加工2分鐘后的磨損量已大大超過磨損標準值,而兩種CBN刀具切削加工55分鐘后仍可繼續切削。如用被加工件的毛刺高度評價刀具壽命,原有的高含量CBN刀具切削加工10分鐘后,產生的毛刺高度即已超標,而BX470刀具的壽命是原有高含量CBN刀具的5倍以上;在最終的毛刺形態方面,BX470刀具的加工面比原有的高含量CBN刀具加工面更光滑。
(2)加工實例2
用3種CBN刀具切削加工經表面硬化處理(HRC63)的鐵系粉末合金工件(切削條件:Vc=100m/min,f=0.07-0.25mm/r,ap=0.15-0.30mm,干切;壽命標準:毛刺高度)時,工件形狀復雜,切削加工中,進給量和切深量均在變化,屬于強力斷續切削加工。在此切削條件下,BX470刀具的壽命是原有高含量CBN刀具的1.5-1.8倍。由此可知,BX470是一種耐磨性、抗崩刃性及刀尖保持(穩定)性兼優的刀具材料。

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PC-皮卡Pcut刻字刀,刀座
PC(A)-皮卡(進口)Pcut刻字刀
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GT09-小圖王Grapthec刀,刀座
GT09(A)-小圖王(進口)Grapthec刀
SG-圣馬Summa刻字刀,刀座
SG(A)-圣馬(進口)Summa刻字刀
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DI-鉆石高光刀(倒角)
DJ-鉆石高光刀(雕刻)
DK-花崗巖浮雕刀
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DM-釬焊石材刀(規格齊全)
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DR-金剛石燒結雕刻刀
DS-新金剛石釬焊雕刻刀
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WB-直齒直刀
WD-深圓底刀
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WJ-進口TCT雙刃螺旋銑刀
WK-金剛石木工鑼刀
WL-木工非標鑼刀
WM-新型門板刀
WO-立軸刀
WP-金剛石櫥柜門板組合刀
WQ-金剛石花邊槽刀
WR-假百葉組合刀
WS-臺灣機常用外牙三角樣刀
WT-金剛石門板倒角切割刀
WU-軟硬包倒角雕刻刀
WV-移門雕刻刀
WW-金剛石圓底刀
WY-金剛石直刀

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G-弓型弧狀刀類
H-古典線型裝飾刀類
I-珠飾曲線刀類
J-皇冠曲線裝飾刀類
K-建筑流線型裝飾刀類
L-扶手線/臺邊線刀類
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Q-T型榫刀組合類
R-門板刀類
T-整體硬質合金切削刀類
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