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CBN刀具磨損原因分析
發(fā)布時間:2016-12-02 瀏覽:
CBN刀具磨損原因分析
CBN刀具是氮化硼的致密相，CBN刀具則是由CBN微粉與少量粘結相在高溫高壓下燒結而成。PCD刀具組織中各微小晶粒呈無序排列狀態(tài)，因此PCD刀具硬度均勻 PCD刀具高速切削鑄鐵時主要發(fā)生化學磨損，導致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損。試驗證明，通過改變CBN含量和刀具幾何參數(shù)，以降低切削溫度和減小刀—屑接觸長度（時間），可減小化學磨損速率，避免前刀面月牙洼磨損。一般認為，CBN刀具的磨損是由于切削過程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關化學元素與之發(fā)生粘結、親和而引起的，即其磨損機制主要包括：顆粒剝落與微崩刃。由于鉆石刀具是由無數(shù)細小的CBN顆粒構成，顆粒之間呈晶界間的精細裂紋連接，且存在不均勻的內應力，因此當高溫切屑流摩擦刮研CBN刀尖時，會因工件材料硬度不均或存在硬質點所產(chǎn)生的微沖擊而造成CBN顆粒脫落或產(chǎn)生微崩刃。粘結磨損。在一定壓力和高溫條件下，刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出 CBN刀具磨損的多種因素并非只是獨立存在、單獨作用，而是相互影響、共同加劇，如氧化磨損和相變磨損必然伴隨著粘結磨損，并出現(xiàn)摩擦磨損、剝落磨損和微崩磨損 ，無方向性
，具有一定性的耐磨性和抗沖擊性，并有很高的硬度和耐熱性（1302～1502℃）、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和導熱性以及低摩擦系數(shù)，而且PCD刀具與Fe族元素親和性很低，因此它是高速切削黑色金屬較理想的刀具材料。 PCD刀具的CBN含量、晶粒尺寸、粘結相等均會影響其性能：CBN含量越高，PCD刀具的硬度和導熱性也越高；CBN晶粒尺寸越大，其抗破損性越弱，刀刃鋒利性越差；采用金屬材料Co、Ni作為粘結相時，PCD刀具有較好的韌性和導電性，采用陶瓷材料作為粘結相時則具有較好的熱穩(wěn)定性。，雙方均不斷裸露出新的表面
。盡管CBN對Fe族元素有較高化學惰性，但對其它元素并非如此
，當條件適合時
，會使CBN活性增加、惰性降低
，隨著與合金元素的親和傾向不斷增加，將導致出現(xiàn)粘結磨損。這種磨損一般表現(xiàn)為微粒脫落，當?shù)都鈪^(qū)溫度高達 1200℃左右時，局部CBN顆粒將呈現(xiàn)“半熔化”狀態(tài)，從而使粘結磨損大大加劇。摩擦磨損。工件與刀具之間的高速相對運動會使CBN刀具發(fā)生摩擦磨損氧化磨損和相變磨損。CBN刀具高速切削時的平均切削溫度可達1000～1200℃，在此高溫下，即使在常壓和空氣氣氛中也足以使CBN刀具刀尖區(qū)產(chǎn)生氧化、放氮甚至相變。而CBN刀具一經(jīng)氧化和相變即會喪失其切削能力。
