立方氮化硼的机械加工

CBN材料无论制作刀具或制作磨具，应用于高速切削或磨削，都可收到提高产品质量、提高加工效率、缩短加工周期和降低加工成本等显著效果。因此，在加工中，大力推广CBN刀（磨）具是提高制造技术的有力措施。但若普遍推广使用，尚有许多问题。为了在生产中更好地推广使用CBN刀（磨）具，应做以下几方面的工作： 其原因是多方面的，如CBN质量、含量、品牌规格及结合剂等是否适合硼铸铁的加工。至于CBN磨具影响的磨削效果的因素就更多了，除自身原材料的质量、配比和磨具制造技术外，还有使用条件与技术。如磨削速度（应用高速磨削速度）、磨床刚性好、无振动、有自动精细进给及修整补偿机构、适当的磨削参数和冷却液等，这些都是相辅相成的重要因素，靠有关方面共同努力，各自提高自家产品的质量，相互促进，才能使CBN工具与专用设备成功地用于生产。用户希望使用具有实效的CBN工具，为此，要求工具制造单位，除了尽快提高CBN工具的制造技术外，还应对产品的质量建立明确的鉴定标准与方法，分布某些性能参数，如刀具的CBN含量与品牌、磨具的硬度与CBN精度、浓度等，在此基础上进行生产使用试验，以便充分发挥用户的生产经验，对不同的切削参数与冷却液所取得的加工结果进行对比分析，使CBN工具得到质的提高。CBN工具的适用范围、使用条件和应用的技术配套（如设备和冷却液等），用户可正确选用和使用CBN工具。21世纪是高科技时代，产品必须是有高性能、高质量才有市场，企业才有生命力。为此，应尽快提高制造技术水平，而推广使用CBN工具提高制造技术是一种有力措施，这不仅需要有关主管部门的有力资助和支持，有组织、有计划地逐步推广CBN工具的技术配套与使用，同时也要求用户勇于接受新材料、新技术，改变过去陈旧的生产观念与管理方法，即刀（磨）具均消耗费用指标很低，只许占产品成本的1/100左右，而不是以提高生产效率和保证产品质量为准，这样会限制优质高效的刀（磨）具应用与先进设备生产能力的发挥。实践证明，CBN刀（磨）具的成效不仅可提高产品的加工质量，而且也可提高经济效益。

立方氮化硼(cbn)是纯人工合成材料，是继人造金刚石之后，美国ge公司于1957年首先宣布利用高温超高压装置合成的另一种新型超硬材料。聚晶立方氮化硼(pcbn)是由cbn微粉与少量结合剂烧结而成的多晶体，pcbn自1973年研制成功以来，经过众多材料专家及刀具专家的努力，pcbn材料及其刀具已完全进入实用阶段，在工业发达国家pcbn刀具已应用于汽车、重型机械等机械加工行业，据资料介绍1995年全世界pcbn刀具的销售额达1.35亿美元，而我国由于对cbn材料及其应用技术的研究不够，pcbn刀具的年产量仅数百万元人民币，年消耗也仅千万元左右，且绝大部分pcbn刀坯或刀具是从国外进口 、pcbn材料的性能 1. cbn的主要特性 氮化硼有多种同分异构体。cbn是氮化硼的致密相，具有很高的硬度，其knoop硬度47000n/mm2,，仅次于金刚石。同时，cbn具有良好的热导性，其热导率是硬质合金的13倍、铜的3倍。另外，cbn还具有远优于金刚石的热稳定性和化学稳定性，可耐1300～1500℃的高温，并且与fe族元素有很大的化学惰性。可见cbn是制作切削黑色金属的理想刀具材料。 2. pcbn的特性 由于受cbn本身特性及其制造技术的限制，生产直接用于切削刀具的大颗粒cbn单晶目前仍很困难。为此，通过结合剂使cbn烧结而成的pcbn多晶材料得到较快发展，其尺寸大小基本不受限制。pcbn组织中各微小晶粒呈无序排序，硬度均匀、没有方向性，具有一致的耐磨性和抗冲击性，克服了单晶cbn易解理和各向异性等不足。 pcbn属cbn的聚集体，除具有cbn的特点外，pcbn还与cbn的含量、粒径大小及结合剂的种类等因素有关。cbn含量主要影响pcbn的硬度和热导率，含量高，pcbn的硬度和热导率就高。cbn粒径大小是影响pcbn韧性的重要因素，粒径越大，其抗破损性就越弱，用此制作的刀具切削刃锋利性就差。pcbn中的结合剂主要有以co、ni为代表的金属型，以tic、tin、al2o3为主的陶瓷型和金属陶瓷混合型。金属材料作结合剂时，pcbn有较好的韧性和导电性；陶瓷材料作结合剂，则有较优的热稳定性。pcbn除具有以上优良的性能外，为进一步提高其强度，目前各pcbn制造商多将0.5mm左右的pcbn层直接烧结或焊接在硬质合金基体上，使之形成一个复合整体(也称pcbn复合片)。这样pcbn材料的高硬度、高热稳定性和高化学稳定性与硬质合金基体的强度优、可焊性好等一起，使pcbn刀具不仅可切削各种硬度的工件，而且也易于生产制造