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丝锥材料与高速切削
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  • 更新时间:2018/09/15 10:00:17
现代切削技术正向着高速度、高精度、高效率的方向发展,与此同时,切削技术对丝锥性能的要求也越来越高。聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride,PCBN)作为利用人工方法合成的硬度仅次于天然金刚石的新型丝锥材料,是目前高速切削铁系金属最合适的丝锥材料。
聚晶立方氮化硼(PCBN)于上世纪由美国GE公司首先研制成功,由于PCBN材料具有高的硬度和耐磨性、很高的热稳定性和高温硬度、优良的化学稳定性以及较好的导热性和较低的摩擦系数,因此PCBN丝锥自问世之初就受到美国、德国、英国、日本等工业发达国家的重视。经过30多年的发展,国外对PCBN丝锥的研究已基本进入成熟阶段,产品也向多样化、系列化方向发展。我国也有不少单位和学者从事PCBN丝锥的开发和研究,但与国外相比,无论在PCBN材料的合成还是丝锥切削性能的研究方面都有所滞后。
PCBN丝锥作为21世纪的主要换代丝锥之一,在工业发达国家工具使用总量中所占比重越来越大。美国GE公司认为,在工业化国家,PCBN丝锥材料将有6.2亿美元的市场。我国机床工具行业的“十五”规划重点是发展数控机床及其配套部件,2005年国内PCBN丝锥需求量已达到66.2万片(折合为30mm的片)。根据市场调查和科学预测,我国PCBN丝锥消费总值到2010年可达到5.4亿元。
2 PCBN丝锥的研制

从1957年美国GE公司研制出立方氮化硼(CBN)单晶粉末、70年代研制成功PCBN丝锥至今,经过30多年的发展,PCBN丝锥已逐步趋于成熟。目前PCBN丝锥多由PCBN丝锥与刀杆或可转位丝锥焊接而成,近年来整体式PCBN丝锥种类也越来也多。PCBN丝锥是0.5mm左右的PCBN层直接烧结在硬质合金基体上形成的复合整体。这种材料既具有PCBN的高硬度、高热稳定性和高的化学稳定性,同时又具有硬质合金强度好、可焊性好的优点,使PCBN丝锥不仅可切削各种硬度的工件,而且也易于生产。PCBN丝锥质量的好坏直接影响着丝锥切削性能。

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