立方氮化硼车刀车削轴零件几何参数

2.选用合理的刀具几何参数由于立方氮化硼材料的脆性较大，强度较低，故刀具前角通常取γ0=0°~-5°，后角α0=6°~15°。

为了提高刀刃强度，刃口上须磨出负倒棱，倒棱宽度可取br1=0.1~0.3mm，倒棱前角γ0=-6°~-20°；刀尖需适当修圆，修圆半径rε=0.2～0.8mm。

但刀尖修圆半径和负倒棱越大，会使切削力增大，发生颤振的机会也增多。

因此当机床－夹具－刀具－工件的系统刚性不足时，尤其是在加工细长工件时，不宜采用过大的刀尖半径和负倒棱。

用立方氮化硼可转位面铣刀铣削45HRC以上的钢及铸件时，背前角和侧前角的组合常采用双负前角型结构，一般为-5°～-7°，主偏角为45°～75°，负倒棱尺寸为br1×γ01=0.2mm×-20°，切削刃钝圆半径rn=0.05～0.13mm。

3.选取合适的切削用量立方氮化硼刀具主要用于精加工和半精加工，因此背吃刀量一般较小，通常在2mm以下；进给量为0.05～0.4mm/r。

但由于刀具上作有负倒棱，因此进给量选择时必须大于负倒棱的宽度值。

此外，用立方氮化硼刀具切削淬硬钢及冷硬铸铁等高硬度材料时，当切削速度高于一定数值后，切削速度与刀具寿命之间的关系不再符合泰勒公式，即随切削速度的提高，此时刀具寿命不但不会降低，反而会有所增加。

这是因为，随切削速度的提高和切削温度上升，被切削层金属软化，硬度降低，而立方氮化硼刀具由于热稳定性较高而并不软化，致使刀具与工件二者的硬度差加大，刀具磨损减慢，使切削加工更易于进行，这一特性称为金属软化效应。

只有当切削温度超过刀具耐热温度后，刀具寿命才会降低。

因此，在用不同牌号的立方氮化硼刀具切削不同的工件材料时，都有一个最佳切削速度范围，使用时必须注意。

例如，用DLS-F刀具切削高速钢(62~64HRC)时的最佳切削速度以60~70m/min为宜。

车削堆焊件轧辊的立方氮化硼刀片由于轧辊是轧钢厂的主要消耗零件，为了获得获得良好的加工性能和使用寿命，在生产制造过程中就采用堆焊技术，来提高轧辊辊身的硬度，从而提高轧辊的使用寿命。

还有部分轧辊工作时间长了之后会出现裂纹，剥落，断裂等失效形式，如直接报废，加工成本太高，并且影响加工效率。

常采用堆焊方法来修复轧辊，不仅不影响轧钢厂的加工效率，而且降低了加工成本。

下面就简单介绍一下轧辊的失效形式及如何选择刀片车削堆焊轧辊。

一、轧辊的失效形式轧辊质量直接影响轧机的工作效率、轧制产品的质量和产量、轧辊的消耗等。

并且轧辊作为轧钢过程中的一个重要消耗部件,在正常的轧制过程中,会因很多原因遭到破坏。

尤其热轧轧辊的工作环境更为恶劣。

其中轧辊的主要失效形式有裂纹、剥落和断裂等,其中任何一种失效形式都会影响轧辊使用寿命。

遇到以上失效形式，一般采用堆焊方式来恢复轧辊的使用性能，使轧辊恢复正常工作，不仅不影响加工效率，而且降低了加工成本。

二、根据轧辊的使用要求不同，对堆焊材料的要求轧辊根据其使用要求的不同，对堆焊材料的选择也不同，按其合金类型可归纳为八类，下面简单介绍其中的两种：1、低合金钢：此类合金价格便宜，堆焊金属组织以索氏体或屈氏体为主，冲击韧性好，抗裂性好，硬度HRC30-35，易于加工。

具有一定的耐磨性，但不能进一步提高轧辊使用寿命。

2、热作模具钢：该类材料具有良好的红硬性、高温耐磨性及较高的冲击韧性，焊后消除应力退火后，硬度一般在HRC45-50，使用寿命比原轧辊提高1-5倍。

3、弥散硬化钢：15Cr3Mo2MnV等，焊态硬度HRC35-38，易加工。

经560℃，保温15小时弥散硬化处理后，硬度可提高到HRC46-47。

通过堆焊可以使轧辊的表面硬度得到提升，从而延长了轧辊的使用寿命。

三、轧辊堆焊时的注意事项（1）堆焊前需先将轧辊辊身表面的疲劳层或缺陷，尤其是裂纹必须彻底清除；（2）在堆焊时，为了防止裂纹的产生，必须先加工轧辊辊身预热，预热温度根据轧辊辊及堆焊材料而定；（3）焊接时堆焊成败的关键环节，要获得理想的堆焊层必须综合考虑某些可变因素，如：焊接电压、焊接速度、轧辊转速、轧辊的保温、焊接电流、焊接材料等，对一些含碳及合金元素高的辊芯，为防止脆性区的裂纹，除一定的预热措施外，多采用低碳低合金过渡层进行预先堆焊过渡层。

立方氮化硼刀具一、立方氮化硼介绍立方氮化硼(cubic boron nitride):立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石,硬度略低于金刚石，为HV72000,98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。

1957年,美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。

但至今尚未发现天然的立方氮化硼。

立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。

单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000,8000兆帕、温度为800,1900? 范围内制得。

典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。

立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。

工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的,颗粒尺寸通常在1毫米以下。

它具有优于金刚石的热稳定性和对铁族金属的化学惰性，用以制造的磨具，适于加工既硬又韧的材料，如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。

用立方氮化硼磨具磨削钢材时，大多可获得高的磨削比和加工表面质量。

二、PCBN刀具的制造工艺PCBN刀具的制造主要通过CBN粉末和结合剂经超高压高温烧结而成.大致步骤有;混合粉末--模压成型/与硬质合金底层组装成整体--超高压高温烧结--深加工.关键技术在于CBN与结合剂的选择与配比,超高压高温烧结工艺参数的确定.三、PCBN刀具特点PCBN刀具是人造立方氮化硼刀具，在高温的时候还能保持高硬度的特性，主要做加工铁件之用。

其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。

1、PCBN刀具材料的种类按添加成分分:有直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体两大类;按制造复合方式分:有整体PCBN烧结块document management as a breakthrough, and constantly improve the content, active in the application. Government information between the provincial and municipal governments all passed through a network of offices, and six counties (districts) have complete decision-making service system and throughdial-up internetworking is realized with the city, the City Planning Commission and other 10 departments has been one of the first to achieve a single network with the city. On the Government's website, focus on strengthening the management and operation of the site, update the website in a timely manner, strengthening the network resource sharing. At present, nearly 700 municipal government website page, updated news more than more than 6,000. Not long ago, China International e-government technology and application Conference was carried out in the country, "survey of best public services Government website" activities in Pingliang city people's Government website in five Northwestern provinces (districts) ranked second, ranked first in the Gansu province. V, infrastructure has made new breakthroughs In 2002 smooth completed organ office building of construction, and decoration and relocation of based Shang, we according to organ construction general planning, demolition hospital within old room 37 between, transformation garden 3600 square meters, new plant lawn 2700 square meters, planting 和与硬质合金复合烧结的PCBN复合片两类。

立方氮化硼的性质1.立方氮化硼的物理性质纯净的CBN是无色透明的。

由于原料纯度及合成工艺的影响，可呈现黑色、褐色、琥珀色、橘黄色、黄色等。

CBN的理论密度为3.48g/cm3，实际密度3.39~3.44g/cm3.常压下CBN的熔点在3000℃左右；10.5MPa压力下，熔点在3220℃左右。

室温下的热传导率为1.3KW·K-1·m-1，导热性也很好。

其热膨胀系数为3.5X10-6K-1，也较小，但稍高于金刚石。

CBN的折射率为2.117，电阻率为102~1010Ω·cm，介电常数为4.5。

2.立方氮化硼的机械性质强度：抗压强度为7.2GPa，抗弯强度为294MPa。

中国国家标准规定，对于70/80粒度，I 型CBN的单颗粒抗压强度不低于19.6N，II型CBN的单颗粒抗压强度不低于27.44N。

3.立方氮化硼的化学性质立方氮化硼的化学组成为43.6%B和56.4%N。

主要杂质有SiO2、B2O3、Al2O3、Fe、Mg、Ca等。

立方氮化硼的热稳定性和对铁族元素及其合金的化学惰性明显优于金刚石。

金刚石在500~700℃时就开始氧化，且由于反应产物是气体（CO2），金刚石的破坏会继续直到消耗完为止。

CBN在800℃以上开始与空气或氧气发生作用生成B2O3！CBN的硬度虽比金刚石低，但由于其与含铁黑色金属的化学惰性和较好的热稳定性，使其金属磨除率达到金刚石的10倍，很快地解决了淬火钢等硬而韧的难磨金属材料的加工问题。

这也是CBN得以较快发展的原因。

立方氮化硼在磨具方面的应用由于立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，有利于严格控制工件的形状和尺寸精度，还能有效地提高工件的磨削质量，显著提高磨后工件的表面完整性，因而提高了零件的疲劳强度，延长了使用寿命，增加了可靠性，加上立方氮化硼磨料生产过程在能源消耗和环境污染方面比普通磨料生产好，所以，扩大立方氮化硼磨料磨具的生产和应用是机械工业发展的必然趋势。

立方氮化硼刀片可实现以车代磨加工淬火钢随着现代技术的不断发展，越来越多的高硬度淬火钢出现在加工现场，刚开始多数选择磨削方式作为最后加工工序，来保证淬火钢的尺寸和精度。

但随着刀具行业的不断研究、实践，最终研制出可以车代磨的车刀刀具材料—硬质合金刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼刀片。

下面就具体介绍一下什么情况下适合以车代磨淬火钢及以车代磨淬火钢的刀具材料的选择。

一、什么情况下选择以车代磨工艺虽说目前已实现以车代磨工艺，但车削并不是完全代替了磨削加工淬火钢。

如淬火钢精度要求较高时可选择磨削方式，那什么情况下可选择以车代磨工艺，请看以下分析：(1)在数控机床上加工复杂的表面和几个复杂的表面，车削代替磨削工序可以减少1/3～2/3的劳动量，而且能保证很高的位置精度。

(2)形状复杂的内孔或小孔。

如采用磨削，要求砂轮的形状也相应复杂，有的时候无法磨削，这时采用车削最为有利。

(3)一个零件几个表面(外圆、内孔、端面、阶台、沟槽)都需磨削，这时采用车削，一道工序即可完成，可减去磨削用的工装。

(4)零件淬火后易变形和留余量小时易造成废品，这时可留余量大一些，待淬火后，再用超硬刀具切除多余余量，再磨削，以减少因变形大而产生的废品，此时可以选择韧性好的立方氮化硼刀片（非金属粘合剂立方氮化硼刀片）进行大余量硬车削。

(5)在加工载荷变动量很大的，困难条件下使用的表面高频零件，采用超硬刀具加工，工件表面组织和物理力学性能较磨削时好，可以延长零件的使用寿命。

三、以车代磨加工淬火钢的车刀刀具材料在一开始介绍了可以车代磨的刀具材料：硬质合金刀片，陶瓷刀片，立方氮化硼刀片，并对三种刀具从硬度和韧性上做出分析，其中立方氮化硼刀片是最适合加工淬火钢的刀具材料。

由于淬火钢经过热处理后的硬度高，属于难加工材料的一种，从硬度上来划分以上三种刀具适合的加工范围。

硬质合金刀片：由于本身刀体硬度低，故只适合加工硬度HRC45以下的淬火钢，低速切削效果较好；陶瓷刀片：众所周知脆性大是陶瓷刀片的缺点，只适合加工硬度HRC45-55之间的小余量的淬火钢，并且尽量避免断续切削；立方氮化硼刀片：由于具备较高的硬度和耐磨性，良好的抗冲击性能，故适合加工HRC45以上的淬火钢。

立方氮化硼刀片加工高锰钢的有效参数一、加工高锰钢时常出现的问题（1）加工硬化严重，加剧了刀具磨损，容易造成刀具崩刀而损坏（2）切削力大；（3）切削温度高，致使刀具耐用度降低和工件易变性，尺寸精度低；（4）加工精度不容易保证，刀具和切屑之间由于高温、高压作用，容易形成鳞刺，影响工件表面粗糙度，很难保证工件质量；（5）切削时切屑不容易卷曲和折断，切屑除了困难。

二、高锰钢加工用刀具及选择标准由于高锰钢极易加工硬化，属于典型的难加工材料，故加工高锰钢的刀具材料必须具有高硬度，高热硬性，高耐磨性，高的强度和抗冲击韧性，和导热系数较高。

目前加工高锰钢的刀具材料有硬质合金刀具，涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀片。

相比以上四种刀具的性能大家都很了解，故在此就不在一一介绍本身的。

下面就简单介绍一下以上几种刀具材料是否适合加工高锰钢。

1、如果单件加工工时小于五分钟，可选用硬质合金刀具，大切深可考虑YG系列，小切深考虑用YW系列,切削速度控制在Vc=20～40 m/min较好。

2、如果工件加工时间长，表面质量差，粗加工选择整体立方氮化硼刀片，精加工可考虑陶瓷刀具或者涂层刀片，陶瓷的切削速度可控制在Vc=50～80m/min之间。

由于在加工过程中，切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的硬化现象，故应选择较大的切削深度和进给量，一般粗车时ap=3～6 mm,Fr=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取ap=6～10 mm；半精车时ap=1～3 mm；Fr=0.2～0.4mm/r；精车时ap≤1mm；f≤0.2mm/r。

但以上三种刀具均不能很好的加工高锰钢，加大吃刀深度，硬质合金刀具会出现不耐磨的现象，陶瓷刀具易崩损，涂层刀具由于表面耐磨层较薄，常时间的加工也会出现不耐磨的现象。

其中立方氮化硼刀片相较于以上三种刀具加工高锰钢效果较好。

华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S20牌号，不仅可大余量粗车高锰钢，而且如遇到铸造缺陷，不会出现剧烈磨损和崩刀现象。

很多朋友对立方氮化硼刀片的牌号和型号分不清楚，一些不法销售人员，也会在这方面玩弄文字游戏，忽悠客户。

这里就简单介绍下立方氮化硼刀片的牌号和型号的区别。

立方氮化硼刀片是配车刀杆，组成完整的车刀，刀片有指甲盖那么大，刀杆比较大，有160MM到250mm的长度不等，刀方（刀杆高*宽）常见的有25*25,32*32，40*40。

刀片刀杆如下图示例：刀片是配合刀杆使用的。

配刀过程是首先根据实际加工情况，加工材质，来选定刀片牌号和刀杆型号，然后再选定和刀杆配套的刀片型号。

刀片的型号：型号是对刀片形状的定义。

刀片的型号是国家统一的标准，例：SNMN120712,代表的是方形S，0度后角N，公差M，断削槽及夹固形式N，12.7mm切削刃长度12，7.94mm刀片厚度07，1.2mm刀尖圆弧半径12，组合表示：SNMN120712，这些代表都是国家统一标准，代表固定的数值，每个厂家，只要是采用的这个型号，数据肯定是完全一样，不然就是非标准产品。

所有的厂家刀片型号都是一样的。

刀片的牌号：牌号是生产厂家为了区分刀片的材质和生产工艺不同来自定义命名的刀片的牌号是厂家自主命名的，每个厂家都有自己的命名权，是生产厂家自己为了区分刀片的配方不同而做的标记。

每个厂家的牌号都不一样。

针对加工材质不同，加工工艺不同，生产型厂家都有自己的研发部门，针对加工不同材质中出现的针对性问题，来研发出针对这个材质工件进行加工用的最适用刀片，并自主命名，加以区分。

例如华菱的BN—S20牌号立方氮化硼刀片，就是针淬火钢加工而研发的一种刀片。

这种刀片在加工淬火钢时很好用，但在加工其它材质的工件时，不见得有优势，但在加工针对性的材质工件时，会表现出很明显的优势。

针对灰铸铁加工用的BN—S30牌号，等。

一个牌号的刀片，可以做成不同型号。

同样，所有型号的刀片也可以用不同的牌号来做成。

牌号每个厂家都是不一样的，但有一些非常有优势的产品，在市场上也会形成“名气”，比如大家常说的BN-S20刀片，其实就是华菱自己定义的牌号名字，淬火钢领域加工好用了，大家都记住了，就形成了一个刀片的名字：BN-S20刀片。

使用立方氮化硼刀具以车代磨的切削参数与风险1, 使用立方氮化硼刀具以车代磨的切削参数以车代磨加工淬火钢的切削参数，主要根据刀具材料、工件材料的物理力学性能、工件形状、工艺系统刚性和加工余量来选择。

在选择切削用量三要素时，首先考虑选择合理的切削速度，其次是切削深度，再其次是进给量。

立方氮化硼刀具(CBN)不仅有很高的金属切除率，而且有很好的表面加工质量。

切削各种淬火钢可以有效地代替磨削，减少加工工序，提高生产率。

现在市场上所销售的CBN刀片，大都以它与硬质合金复合片的形式，作成可转位刀片或刀具，目前锐力超硬材料公司率先研制出整体式CBN刀片，增加了CBN刀片的应用领域，开始在粗加工，断续加工中广泛使用。

由于CBN刀具的硬度高(HV8000～9000)，耐热性高(1400℃～1500℃)，在使用时能允许以高于硬质合金几倍的切削速度切削淬火钢，而耐用度是硬度合金的几倍到几十倍。

在切削硬度为HRC55～65的材料时，立方氮化硼刀具的切削速度应在50～120m／min。

铣削时的Vc=100～160m/min，每分钟进给量Vf=70～160mm/min；铰削时Vc= 60～130m/min，ap=0.1～0.2mm，f=0.07～0.2mm/r。

需注意用立方氮化硼刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好，工件硬度越高，切削线速度宜取低值，如车硬度为70HRC的工件，其切削速度宜选用60-80m/min;当精车的切深在0.1～0.3mm，进给量在0.05～0.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm。

若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。

2，以车代磨工艺成本与风险与磨削相比，采用立方氮化硼刀具以车代磨技术比磨削具有更高的加工效率。

在硬车削中，立方氮化硼刀具可采用大切深间断切削、加上高的工件转速，其金属切除率通常是磨削加工的3～4 倍，所消耗的电能及人工，物料耗材却只有磨削的1/5。

华菱立方氮化硼刀具加工高铬铸铁的切削参数一、高铬铸铁的机加工和刀具的选用高铬铸铁是一种高硬度高强度的具有抗磨耐腐性能的高合金白口铸铁，高铬铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下，硬度一般在HRC45以上，抗拉强度为650～850MPa。

高铬铸铁作为难切削材料之一，硬质合金刀具很难正常加工，而陶瓷刀具由于脆性大的原因，一般只用于精加工中；在90年代以前由于难于切削的原因在一定程度上限制了高铬铸铁的应用，随着新的刀具材料的出现，高铬铸铁行业机加工刀具经历了由硬质合金到复合陶瓷再到立方氮化硼材料的过程，在一定程度上改变了高铬铸铁机加工工艺和设备投入, 也带来了高铬铸铁铸件作为抗磨铸件在工业制造领域的一度繁荣。

2003年以前由于受刀具材料的限制，硬质合金刀具和复合陶瓷刀具是加工高铬铸铁的主流，高铬铸铁加工工艺路线一般为：毛坯—软化处理（降低硬度）---粗加工----热处理（提高硬度）---精加工。

从工艺路线可以看出，两次热处理和两次装夹，不但增大了工作量，影响加工效率，也增加了机加工成本。

据统计，仅软化处理和两次机加工就使成本增加2500一3000元/吨。

华菱超硬2003年研发的BN-K1牌号立方氮化硼材料刀具，由于硬度比硬质合金和陶瓷高，而抗断裂性和抗崩损性能比陶瓷刀具高，作为高硬度铸铁常用刀具牌号，被广泛应用于35HRC—68HRC的高硬度铸铁的粗加工、断续加工和精加工。

与陶瓷刀片相比，BN-K1牌号氮化硼刀片的硬度一般在3500HV左右，是陶瓷刀片的2倍，是合金刀片的4倍。

BN-K1牌号的耐热性可达1400～l500℃，BN-K1牌号加工高铬铸铁时，在1000℃时的硬度还要高于陶瓷和硬质合金的常温硬度，高速切削高硬度白口铸铁Cr26时，BN-K1牌号刀具的耐磨性是氮化硅陶瓷的25倍，抗冲击能力是氮化硅陶瓷的2000多倍，刀具寿命可以达到氮化硅陶瓷的22～30倍。

因此BN-K1牌号刀具的切削参数比硬质合金刀具高3～5倍的速度切削高温合金和淬硬钢，这也为PCBN刀具的高速切削创造了条件。

郑州众城工具CBN刀具简介立方氮化硼硬度与耐磨性仅次于金刚石，为硬质合金刀具的50倍，比涂层刀具高30倍，为陶瓷刀具的25倍，是目前最有效的加工铁族元素最有效的刀具。

CBN刀具具有比陶瓷刀具更高的冲击强度和抗破裂性而且对于刚性较低的机床也能切削硬金属。

CBN刀具能承受大功率粗加工的切削载荷、断续切削的击打和精细加工所需的热和磨损性能。

具有刃口重载条件下高速加工要求的高导热性和韧性以及用于严重断续切削。

温度高到2000℃是还有极佳的红硬性。

CBN含量高的材质等级用于珠光体灰铸铁。

CBN含量低的材质等级用于淬硬黑色金属加工。

干车淬硬工件替代肮脏的强化冷却的磨削加工更具吸引力。

CBN是一种硬车和高速铣特别喜欢的刀具材料。

CBN优点：使光洁度达到Ra0.1以上；材料切削率高，缩短加工周期，提高生产零件数量，加工参数更快更高，提升零件质量，尺寸控制卓越，表面精度一致，增长机械有效运作时间，不需投资新设备即可提高生产效能。

CBN刀具加工效果如下：工件材质牌号及规格切削参数渣浆泵轧辊Ni、Cr耐磨铸铁RNMN2010 V=70-140m/min f=0.4mm/r ap=5-8mm 砸臼壁磨辊ZGMn13 RNMN2008 v=100-150m/min f=0.45mm/r ap=6mm刹车盘鼓缸套合金铸铁SNMN090404 V=400-800m/min f=0.2mm/r ap=0.3mm离合器压盘HT250 RNMN1204 V=600-1000m/min f=0.15mm/r ap=0.2mm轴承支承轴承钢50Mn RCMX1207 V=80-120m/min f=0.18mm/rap=2mm 半轴套管淬火钢TNMA160416 V=150m/min f=0.15mm/r ap=0.5mm丝杠高速钢SCMN0904 v=45m/min ap=0.2mm还有其他很多材料正在推广中……我们郑州众城工具有限公司，以质量为生命，以客户满意为标准，诚信做事，诚实做人。

1.整体烧结刀片物理几何特性：1、断裂韧性高；2、抗弯强度大；3、可承受1400度高温；4、刀尖数量多，每个尖都可以切削。

如C1204，80度角4个刀尖，加上钝角有8个刀尖。

应用范围及优势：1、可满足粗、半精和精加工；2、适合连续、弱断续、强断续环境切削；3、适合大切深高速切削；4、可加工沉孔或通孔，装夹更牢固。

5、硬钢加工首推此结构。

6、可无限次复磨，刀片利用率高；2.整体焊接刀片物理几何特性：1、刀尖是整体烧结材质，抗崩刃性好。

2、焊接温度900多度，刀尖可承受750度切削温度而不脱落；3、焊接刀尖，可承受切削阻力较整体烧结和整体复合刀片低。

4、仅锐角刀尖可用。

如C1204，有4个刀尖。

应用范围及优势：1、可满足粗、半精和精加工；2、焊接强度高,可承受更高的切削温度和切削力。

3、适合切深<3mm加工工况，可满足强断续、弱断续和连续加工环境；4、对应装夹刀杆全,可直接代替涂层刀片,无需更换刀杆。

5、硬钢加工推荐此结构。

6、可复磨，但次数有限。

3.复合焊接刀片物理几何特性：1、刀尖是复合材质，脆性大，抗崩刃性较差；2、焊接温度800度，可承受650度切削温度而不脱落；3、刀尖数较整体焊接少一倍。

个别小刀片只有一个刀尖。

应用范围及优势：1、适合半精、精加工需求；2、适合切深<0.5mm，弱断续和连续精加工环境；3、切削温度高的环境下脱焊概率增大。

4、不能复磨。

4.整体复合PCBN刀片物理几何特性：1、刀尖是复合材质，脆性大，易崩刃。

2、高温高压下直接复合，耐高温特性和整体烧结刀片一样；3、刀尖数量和整体烧结刀片一样。

4、抗弯强度和断裂韧性较整体烧结刀片差。

应用范围及优势：1、复合层与基体结合强度高，2、适合0-5mm切深、连续及轻断续切削；3、可满足粗加工、半精、精加工需求；4、可无限次复磨。

上海衡盾工业设备有限公司
立方氮化硼刀具
在轧辊的车削加工过程中，刀具选择是加工的关键因素，上海衡盾工业设备有限公司生产的立方氮化硼刀具以卓越的抗断裂性能、良好的耐磨性能、优秀的热稳定性为机械加工行业带来一场意想不到的革命，此刀具切削寿命是硬质合金涂层刀具的几十倍，比陶瓷刀具高十多倍，切削效率是合金的刀具4-6倍。

适于加工淬硬钢、铸铁、高温合金钢等高硬度耐磨材料。

已成为陶瓷、涂层、合金刀片的最佳替代品。

表1：上海衡盾公司立方氮化硼刀具刀片常用切削用量
例如；加工高铬铁轧辊的参数；V=43m/min ap=3.5mm f=0.90mm/r ,采用的刀片是是RNGN200800。

轧辊粗车高镍铬轧辊毛坯的参数；V=23m/min ap=4.5mm f=0.5mm/r,采用的是RNGN160800。

加工渣浆泵叶轮参数：V=110m/min ap=7.5mm f=0.16mm/r,采用的是SNUN120612。

加工渣浆泵护板参数：V=70m/min ap=2mm f=0.4mm/r,采用的是SNUN120612。

加工刹车盘参数：V=400m/min ap=0.3mm f=0.3mm/r,采用的是CNUN120612。

聚晶立方氮化硼刀具及其制造技术综述1聚晶立方氮化硼刀具概述1.1立方氮化硼氮化硼常见的有三种形态：低压形态六方氮化硼（HBN），高压形态闪锌矿立方氮化硼（CBN）和纤锌矿氮化硼（WBN）。

另外，还有菱方氮化硼（rhombohedral BN）、turbostratic氮化硼（TBN），无定型氮化硼（amorphous BN）以及pyrolytic 氮化硼(PBN)，这些都是低压形态的。

CBN是氮化硼的高压形态，是继人工合成金刚石之后出现的，利用超高压高温技术，用结构与石墨相似的六方氮化硼(HBN)转变而获得的第二种超硬材料。

性能见表1。

其硬度、导热性接近金刚石，而且具有与铁族金属不易反应的特点，是一种加工难加工黑色金属材料的理想刀具材料。

表1立方氮化硼性能表指标人造金刚石CBN硬度Ho（MPa）100000 80000~90000理论密度（g/cm3） 3.51 3.47结构晶格立方立方晶格常数 3.567 3.615最小原子间隙（Å） 1.54 1.56热稳定性（℃）700~800 1300~1400与铁族元素的反应反应惰性1.2聚晶立方氮化硼的特点与应用由于CBN单晶颗粒很小，难以获得大的单晶体，且其易解离、具有各向异性等缺点，因此一般采用烧结CBN单晶形成聚晶立方氮化硼（PCBN）以制造刀具。

PCBN是由无数细小的CBN单晶无方向性组成的。

因此PCBN刀具的韧性和抗劈裂能力比单晶制作的刀具大幅度提高，而且聚晶随切削具的磨损不断露出新的晶体，使PCBN刀具呈现优良的切削性能。

PCBN刀具具有下述优异特性:(1)它的硬度和耐磨性很高，仅次于金刚石，耐用度是硬质合金刀具的3～15倍；(2)PCBN刀具的热稳定性很高，耐热性可达1400℃，比金刚石工具(700℃～800℃)高；(3)化学惰性很大，与铁系材料直至1200℃～1300℃时也不易起化学作用，因而能对这些材料高速切削加工，且精度和表面光洁度很高，而金刚石刀具因高温下易与铁族材料发生反应而使之难以切削黑色金属材料；(4)良好的热传导性，大大高于高速钢及硬质合金，仅次于金刚石，且随温度提高，PCBN刀具的导热系数逐渐增加，可导致刀尖处切削温度的降低；(5)较低的摩擦系数。

立方氮化硼刀具的种类与使用立方氮化硼刀具过去主要用于精加工，近十几年来通过改进生产工艺，控制原料纯度和晶粒尺寸，采用复合材料和热压工艺等，其脆性有了重大改进，韧性提高，使用可靠性大大改善，已可作为常规刀具在生产中应用，对提高工效、保证产品质量起重要作用。

立方氮化硼刀具材料的性能特点立方氮化硼刀具是指用立方氮化硼（CBN）做成切削部分的刀具。

立方氮化硼（CBN）是氮化硼BN的同素异构体之一，结构与金刚石相似，是用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。

其硬度仅次于金刚石(显微硬度可达8000～9000HV)，且热稳定性高(达1250～1350℃)，对铁族元素化学惰性大，抗黏结能力强，用金刚石砂轮即可磨削开刃，故适于加工35HRC以上的硬质材料，如各种淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等)、冷硬铸铁、钴基和镍基高温合金、硬质合金、表面喷涂(焊)材料等高硬及耐磨材料，也可用于钛合金、纯镍、纯钨及其它材料的加工。

它是以车、铣代替磨削的最佳刀具之一。

用立方氮化硼刀具加工淬硬钢的表面粗糙度为Ra1.60.4μm，精度可达IT7IT6。

上海通用汽车公司在一条发动机柔性生产线上，用山高刀具（上海）公司生产的立方氮化硼CBN300刀片面铣刀铣削发动机缸体平面（铸件），切削速度高达1600m/min，进给速度为5000mm/min。

立方氮化硼刀具也有使用上的局限，如其脆性较大，强度和韧性较差，不适用于冲击负荷下的间断表面加工。

此外，用它加工软的铁族元素材料时，因易于产生长切屑，擦伤刀具前刀面并形成积屑瘤，会导致切削力的波动而损坏刀具。

为了提高氮化硼刀具的抗冲击性能，目前已研制出以类石墨的六方氮化硼(g-BN或h-BN)为原料，用爆炸法合成出的一种新型WBN材料(WBN是属铅锌矿结构的BN)。

它具有很高的韧性和烧结活性，极易转变为CBN，并易于和CBN共同烧结成强度和硬度接近CBN水准的聚晶体。

WBN及CBN的两相烧结体是用WBN的韧性去弥补CBN的脆性，其抗冲击强度较单纯的CBN烧结体提高60%，断裂韧度提高2.53倍，抗挠曲强度提高1倍左右，抗压强度与硬质合金相当，热稳定性为1100~1200℃。

氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量氮化硼刀具与金刚石刀具同称为超硬刀具，其性质与金刚石类似，可用于高速精密切削多种材料。

氮化硼刀具的发展，大幅度地提高了劳动生产率，改善了产品质量，降低了生产成本，现如今在市场上已占有很大的份额。

今天为大家说一下氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量，一起来看看吧。

氮化硼是什么？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

通常氮化硼刀片是指立方氮化硼刀片。

什么是立方氮化硼刀片？立方氮化硼（CBN）刀片是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量的结合剂合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石刀具统称为超硬刀具。

立方氮化硼刀具的特点立方氮化硼（CBN）刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片两类。

立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼复合层直接焊接到成型刀具上，它具有如下特点：（1）高强度和耐磨性。

CBN微观硬度大约为8000～9000HRC，仅次于金刚石9000～10000HRC。

此外，CBN刀具的耐磨性比硬度合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多，可用于加工强硬的铸铁以及强度大、硬度高及热敏性高的钢件或其他合金材料。

（2）热稳定性好。

CBN耐热性可达1400～1500℃，在1200℃下可保持硬度不变，比金刚石几乎高出1倍。

CBN刀具具有抵抗周期性高温作用的能力，当用来高速加工高温合金时，CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4～6倍。

（3）良好的导热性。

CBN的导热性大大高于高速钢、陶瓷和硬质合金，且CBN刀具的导热系数随温度的提高而增大。

（4）化学稳定性极强。

CBN化学惰性大，在中性和还原性介质中对酸碱都是稳定的。

在2000℃高温情况下才与碳元素起反应，因此非常适合用于加工黑色金属。

立方氮化硼刀具的应用磨辊是磨煤机磨辊总成的重要耐磨件，其材料为BTMCr20，含有Cr、Ni、Mn及Cu等成分。

立方氮化硼刀具（CBN刀具）车削加工硬质合金材料引言：硬质合金除了做刀具外，亦可以作为各种耐磨耐热模具使用，如碳化钨轧辊，硬质合金冲头，硬质合金耐磨衬套等零件。

硬质合金工件的硬度大约69～81.5HRC，有的高达90HRC，对于硬质合金材料工件的车加工，采用立方氮化硼刀具，可以代替电物理加工、金刚石刀具切削和金刚石磨轮磨削。

以下是华菱超硬立方氮化硼刀具加工硬质合金材料时的案例，以及立方氮化硼刀具车削加工硬质合金材料的注意事项。

(1) 用立方氮化硼刀具（CBN刀具）车外圆：在φ40mm、长100mm的硬质合金冲头上，切去3.5 mm余量，只需25min，如用金刚石磨轮磨削，则需要215min。

(2) 立方氮化硼刀具（CBN刀片）断续车削：不仅可以连续车削硬质合金，而且可以进行断续车削。

如断续车削YG20、YG25的硬质合金套筒时，νc=30m/min，ap=0.35mm，f=0.034mm/r。

刀具的几何参数是：γo=-6°，αo=8°，κr=45°，刀具的耐用度为6 5min。

(3)用立方氮化硼刀片（CBN刀具）镗孔：在硬质合金材料衬套上镗孔，精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm。

切削用量是：νc=15m/min，ap=0.2～0.5mm，f=0.1～0.15mm/r。

刀具几何参数是：γo=-5°，αo=6°～8°，κr=45°，κ′r=15°，rε=0.5mm。

用立方氮化硼刀具镗孔的效率比用金刚石磨轮磨削高10倍左右。

)（4）缺点：用立方氮化硼刀具车削加工硬质合金时，表面粗糙度一般大于0.8μm的。

这是因为切削硬质合金时的径向分力FP 很大，导致刀具发生退让。

当νc=10m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r、后刀面磨损0.05mm时，FP为400N左右;VB=0.1mm时，FP=700N;VB=0.2mm时，FP=1300 N。