الأداء وتطبيق أدوات PCBN

مكعب نيتريد البورون (CBN) كان الأولى توليفها بواسطة جنرال الكتريك (GE) في الولايات المتحدة في 1950s باستخدام طرق الاصطناعي تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع. صلابته هو الثاني فقط إلى الماس ولكن أعلى بكثير من المواد الأخرى ، لذلك الماس و CBN هي يشار إليها مجتمعة ب المواد سوبيرهارد.

CBN لديه صلابة عالية ، الكيميائية همود و الحرارية الاستقرار تحت درجة حرارة عالية ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في طحن عملية باعتبارها جلخ CBN طحن عجلة. لأن المواد CBN لديه أفضل الخصائص من أداة الأخرى ، فقد تم بنجاح تطوير متكلس CBN الجسم لقطع أدوات-الكريستالات مكعب نيتريد البورون (PCBN). منذ ذلك الحين ، وقد استخدم في مختلف مجالات PCBN قطع مع المتفوقة قطع الأداء ، وخاصة في قطع عالية صلابة المواد و يصعب آلة المواد. بعد أكثر من 30 سنوات من التنمية و تطبيقجلخ مسحوق أنواع، أدوات PCBN لمعالجة مختلف المواد لها الآن تأتي إلى السوق.

Ⅰ. المواد و قطع الأداء من PCBN أدوات

1. أنواع PCBN أداة المواد

وفقا مكونات المضافة ، ويمكن تقسيمها إلى PCBN مباشرة متكلس من CBN الكريستال واحد و PCBN متكلس الجسم مع نسبة معينة الموثق. وفقا التصنيع مجمع طريقة ، فإنه يمكن هاء مقسمة إلى يتجزأ PCBN متكلس كتلة و PCBN ملاءات مركب مركب متكلس مع كربيد. في الوقت الحاضر ، PCBN مركب ملاءات مع اللاصقة وتستخدم على نطاق واسع. صلابة منPcbn المواديختلف وفقا لنسبة المضافة لاصق. أكثر لاصقة المحتوى ، وانخفاض صلابة و أفضل المتانة. أنواع اللاصقة مختلفة واستخدام PCBN هو أيضا مختلفة.

2. أداء القطع PCBN أدوات

لأن CBN بلورات و الماس بلورات تنتمي إلى الزنك blende نوع ، و بهم شعرية الثوابت متشابهة ، و الكيميائية السندات أنواع هي نفس ، CBN لديه صلابة و قوة الضغط مقربة الماس ، و لأنه يتكون من N و B الذرات ، لديه نسبة من الماس لديها أعلى الحرارية الاستقرار و الكيميائية همود. خصائص الرئيسي PCBN أداة المواد هي كما يلي:

(1) لديه صلابة عالية و ارتداء المقاومة. و microhardness من CBN الكريستال واحد هو HV8000 ~ 9000 ، وهو الثاني أعلى صلابة المواد المعروفة حاليا. صلابة من PCBN مركب ورقة عموما HV3000 ~ 5000. وبالتالي ، عندما تستخدم ل معالجة عالية صلابة المواد ، لديها أعلى ارتداء المقاومة من عزز كربيد والسيراميك ، والتي يمكن تقليل حجم الانحراف أو حجم تشتت في تجهيز أجزاء كبيرة. ومصمم مناسبة للمعدات مع درجة عالية من الأتمتة ، والتي يمكن تقليل أداة التغييرات. ضبط الوقت من سكين المساعدة لإعطاء العنان إلى فعاليته.

(2) لديها عالية الحرارية الاستقرار و عالية درجة الحرارة صلابة. الحرارة المقاومة من CBN يمكن متناول 1400 ~ 1500 ℃ ، و صلابة في 800 ℃ هو درجة الحرارة العادية صلابة من Al2O3/التشنج السيراميك. وبالتالي ، عندما قطع درجة الحرارة أعلى ، وسوف تليين المواد معالجتها وزيادة صلابة الفرق بين أداة و أداة ، مما يفضي إلى عملية القطع ، ولكن له أثر يذكر على أداة الحياة.

(3) لديها عالية الكيميائية الاستقرار. CBN لديه عالية الأكسدة المقاومة ، ولا تنتج الأكسدة في 1000 °C. فإنه لا كيميائيا تتفاعل مع المواد الحديد القائمة في 1200-1300 °C ، ولكن وسوف يتحلل بالماء بنحو 1000 °C ، تسبب الكثير من CBN هو البالية ، لذلك عند استخدام PCBN أدوات لقطع الرطب ، تحتاج إلى الانتباه إلى نوع من قطع السوائل. تحت الظروف العادية ، الرطب قطع لا بشكل ملحوظ تحسين حياة PCBN أدوات ، لذلك الجافة قطع طرق وغالبا ما تستخدم عندما PCBN أدوات وتستخدم.

(4) لديها التوصيل الحراري جيدة. التوصيل الحراري من CBN المواد أقل من ذلك من الماس ولكن أعلى من ذلك بكثير من عزز كربيد ، و مع زيادة قطع درجة الحرارة ، الحرارية الموصلية من PCBN أدوات تواصل لزيادة ، وبالتالي فإن الحرارة في غيض من أداة يمكن نقلها بسرعة ، مما يفضي إلى تحسين دقة معالجة الشغل.

(5) لديه انخفاض معامل الاحتكاك. معامل الاحتكاك بينCbn مسحوقو مواد مختلفة بين 0.1 و 0.3 ، وهو أقل بكثير من عزز كربيد (0.4-0.6) ، وأنه يقلل مع زيادة الاحتكاك قليلا سرعة و ضغط إيجابي. وبالتالي ، انخفاض معامل الاحتكاك وممتازة مكافحة التصاق القدرة تجعل من الصعب ل أدوات CBN لتشكيل الراكدة طبقة أو المبنية حافة عندما قطع ، مما يفضي إلى تحسين نوعية سطح معالجتها.

Ⅱ. تطبيق في متقدمة قطع عمليات PCBN أدوات

1. PCBN أدوات هي مناسبة ل عالية السرعة و فائقة السرعة قطع تكنولوجيا معالجة

PCBN أدوات هي الأكثر مناسبة ل عالية السرعة قطع من المواد مثل الحديد الزهر و صلابة الفولاذ. عندما تتجاوز سرعة القطع حد معين ، وارتفاع سرعة القطع ، وانخفاض ارتداء سرعة PCBN أداة الجناح سطح ، وهذا هو ، الأداة الحياة تحت عالية السرعة قطع هو أعلى. هذه الميزة هو مناسبة خاصة ل الحديثة عالية السرعة قطع.

التشطيب من تصلب الأجهزة (صلابة فوق HRC55) هو عادة به طحن. ومع ذلك ، مع تطوير أداة المواد وتحسين الآلات دقة المخارط (وخاصة CNC المخارط) ، الصلب قطع يستخدم بدلا من طحن لاستكمال أجزاء. معالجة أصبح وسيلة جديدة التشطيب النهائي. هذا الصلب قطع طريقة والمزايا التالية:

(1) فإنه يمكن تحسين معالجة المرونة ، اختراق الحد من طحن عجلة طحن ، و يمكن عملية الشغل مع مختلف الأشكال الهندسية بواسطة تغيير طريقة المتطورة والقطع.

(2) حماية البيئة مشكلة في قطع أصبحت أكثر و أكثر خطورة. النفايات السائل و النفايات التي تنتجها طحن يصعب مقبض وإزالة ، و هم الضارة لجسم الإنسان. الصلب قطع لا تحتاج لإضافة المبرد ، الذي هو من أهمية كبيرة.

(3) كفاءة القطع عالية ، وتجهيز الوقت قصير ، و المعدات الاستثمار تكلفة هو صغيرة ، مثل لديناالكريستالات الماس القواطع، والتي يمكن تقليل تكلفة المعالجة.

(4) الطاقة المستهلكة لقطع نفس حجم هو فقط 20% من طحن ، حتى أقل قطع الحرارة يتم إنشاؤها ، تشكيله سطح ليست سهلة يسبب حروقا و مايكرو الشقوق ، و فمن السهل للحفاظ على سلامة أداء سطح الشغل.

(5) تحت نفس معدل إزالة المعادن ، الصلب قطع يوفر المزيد من الطاقة مقارنة مع طحن.

الأداة المواد عادة تستخدم ل الصلب قطع تشمل السيراميك ، التشنج المغلفة إدراج و PCBN أداة المواد ، ولكن ل الصلب تحول في أعلى سرعات (فوق 1000m/دقيقة) ، PCBN هو أفضل أداة المواد متنوعة. على سبيل المثال ، عندما تحول شوكة (المواد هو 20CrMnTi ، صلابة هو HRC58 ~ 62) من السيارات علبة التروس مزامن كم هو معالجتها بواسطة سيارة بدلا من طحن ، وكفاءة بنسبة أكثر من 4 مرات ، و تكلفة المعالجة خفضت إلى 1/3 ~ 1/2 من الأصلي طحن عملية.

2. Ideal أداة المواد لقطع الأراضي الجافة عملية

بسبب الاقتصادية والبيئية أسباب ، الجافة قطع طرق المعالجة أصبحت مفتاح البحوث الموضوع في مجال تصنيع الآلات في السنوات الأخيرة. دعونا ننظر أولا المشاكل الناجمة عن استخدام قطع السوائل في الرطب قطع عملية:

(1) طويلة الأجل التعرض إلى الهواء أو قطع السوائل ضباب-مثل التطاير الناجمة عن قطع الحرارة أثناء قطع يمكن بسهولة تلوث البيئة و تهدد صحة المشغل. إضافات مثل الكبريت والكلور في قطع السوائل هي أكثر الضارة و يؤثر على جودة المصنعة السطح؛

(2) استخدام قطع السوائل يؤثر تكاليف التجهيز. وفقا للاحصاءات ، قطع السوائل حسابات 15% من تكاليف الإنتاج ، بينما أداة حساب تكاليف فقط ل 3% إلى 4%.

(3) تسرب و تجاوز من قطع السوائل سوف تلوث البيئة ، و هو عرضة سلامة و جودة الحوادث؛

(4) القطع انتقال السوائل ، الانتعاش ، الترشيح و الأجهزة الأخرى و تكاليف الصيانة بهم هي عالية ، مما يزيد من تكلفة الإنتاج.

PCBN القواطع لديها صلابة عالية و ارتداء المقاومة ، و يمكن إنتاج عالية الدقة أجزاء (صغير حجم تشتت) في عالية قطع سرعات لفترة طويلة ، كثيرا خفض عدد أداة التغييرات و الوقت الذي يستغرقه أداة ارتداء التعويض لوقف. وبالتالي ، فمن جدا مناسبة ل CNC آلة أدوات و معدات تجهيز مع درجة عالية من الأتمتة ، و يمكن جعل المعدات عالية الكفاءة المبذولة بالكامل.

3. تطبيقات PCBN أدوات

لأن PCBN لديه صلابة عالية و ارتداء المقاومة ، فإنه لا يتفاعل مع الحديد مجموعة المعادن في درجة حرارة عالية و هو خامل كيميائيا ، لذلك هو أساسا تستخدم لقطع عالية صلابة المواد و يصعب آلة المواد ، مثل صلابة الفولاذ و عالية سبائك مقاومة للاهتراء الحديد الزهر ، عالية-درجة الحرارة سبائك ، عالية السرعة الصلب ، سطح رذاذ لحام المواد ،الاصطناعي الصلب الموادو متكلس المواد المعدنية.

(1) معالجة صلابة الفولاذ يمكن تحقيق تأثير تحول بدلا من طحن. منذ عمق القطع هو أكثر من عشرة مرات أكبر من طحن عمق ، تجهيز كفاءة عالية وسطح لا يحرق. على سبيل المثال ، عندما الآلات متغير سرعة انزلاق التروس (20CrMnTi ، صلابة HRC 58 ~ 62) بواسطة تحول نيابة من طحن ، كفاءة القطع هو أكثر من 4 مرات أعلى من الأصلي طحن.

(2) عند معالجة عالية سبائك (تحتوي على 18% التنغستن أو الكروم) ارتداء مقاومة الحديد الزهر ، سرعة القطع هو 10 مرات أعلى من عزز كربيد أدوات ، و كفاءة القطع بنسبة أكثر من 4 مرات.

(3) ل معالجة عالية الكوبالت والكروم الموليبدينوم مقاومة للتآكل والحرارة مقاومة سبائك ، سرعة القطع من أدوات PCBN هو 160m/دقيقة ، وهو 8 مرات من عزز كربيد أدوات.

(4) عند معالجة الحرارية الرش (رذاذ لحام) المواد ، سطح رذاذ لحام أجزاء لا يمكن معالجتها بواسطة طحن ، و كفاءة القطع مع عزز كربيد أدوات منخفضة للغاية. بعد التحول إلى PCBN أدوات ، تجهيز كفاءة يمكن تحسين و تكلفة المعالجة يمكن انقاذه بأكثر من 50%. أدوات PCBN يمكن أيضا استخدامها ل قطع الدقة غير الحديدية و قطع من متكلس المعادن ، الخ.

Ⅲ. الاحتياطات في استخدام أدوات PCBN

إذا كمية القطع ، أداة الهندسة المعلمات و معالجة أخرى الظروف بشكل صحيح مختارة ، PCBN هو فعالة و طويلة الحياة أداة التي يمكن تجلب فوائد اقتصادية عالية. ولكن إذا تم استخدامه بشكل غير صحيح ، وسوف يسبب الكثير من النفايات.

1. اختيار قطع معقول كمية: سرعة القطع ينبغي اختيار وفقا المواد ليتم معالجتها ، وهو عموما أعلى من ذلك بكثير من عزز كربيد أدوات. و اختيار سرعة القطع ل صلابة الفولاذ مع قطع صلابة HRC55 ~ 65 هو 80 ~ 120m/دقيقة. منذ PCBN قطع المواد الصلبة هو يؤديها تليين المعدن في منطقة صغيرة من منطقة القطع ، عندما قطع سرعة منخفضة جدا ، قطع PCBN أدوات لا يمكن أن يؤديها. معدل التغذية عموما ليست أكبر من 0.2 مللي متر/r ، و الجزء الخلفي-انتزاع كمية عموما اختيار لتكون أقل من 0.3 مللي متر.

2. اختيار أداة معقول هندسية المعلمات: منذ صلابة من أدوات PCBN هو أعلى من السيراميك و أقل من ذلك من عزز كربيد ، والاعتبار الرئيسي لاختيار أداة هندسية المعلمات هو لضمان قوة المتطورة. أشعل النار زاوية من أداة عموما اختيار (0 ° ~-10 °) ، الإغاثة زاوية ينبغي أصغر ، حوالي 10 °. باستثناء متطلبات خاصة ، في النظام لضمان قوة أداة تلميح ، الأداة تلميح زاوية عموما يجب أن لا يكون أقل من 90 °. طليعة ينبغي الأرض مع الأيونات الشطب ، عموما 0.2 مللي متر ×(-15 ° ~-30 °) ، 30 ° قبل استخدام ~ 50 مرات عدسة مكبرة لتفقد أداة لضمان أن هناك لا التقطيع في طليعة.

3. التبريد و تزييت: ل الأداة الأخرى المواد ، استخدام التبريد التشحيم السوائل هو مفيد لتحسين معالجة سطح وتمديد أداة الحياة ، ولكن لPcbn أداةباستثناء ظروف خاصة ، نوعية التجهيز و حياة أطول المثالي يمكن يتحقق دون المبرد. إذا المبرد يستخدم ، ثم المياه للذوبان المبرد لا يمكن استخدامها ، لأن CBN معرضة إلى التحلل في 1000 °C ، تسبب شديدة أداة ارتداء.

4. عملية نظام لآلة أدوات: PCBN أدوات معظمها تستخدم لقطع يصعب آلة المواد مثل صلابة الفولاذ و ارتداء-يلقي مقاومة الحديد ، و أدوات يكون سلبية الحواف ، وبالتالي فإن قوة شعاعي هو كبير نسبيا. هذا يتطلب صلابة ودقة آلة أداة لتكون جيدة ، اهتزاز ونظام لتكون صغيرة ، ناتئ لتكون صغيرة عندما أداة هو تثبيت ، و PCBN أداة ليست مناسبة ل معالجة النفايات الأسطح.

في الوقت الحاضر ، على الرغم سعر PCBN أداة المواد نسبيا عالية مقارنة إلى أن من عزز كربيد و السيراميك أدوات ، تكلفة الأداة التي هو انتشار بالتساوي على كل الشغل هو أقل من المواد الأخرى. عند استخدام متقدمة قطع العمليات ، إذا المعدات الاستثمار وينتشر في تكلفة الإنتاج ، استخدام أدوات PCBN سوف تجلب فوائد اقتصادية أكبر. ل العام المؤسسات الصغيرة و متوسطة الحجم ، طحن عملية التشطيب عملية هو دائما عنق الزجاجة من عملية التصنيع. إذا كنت شراء مخرطة مع الأداء الجيد ، استخدام أدوات PCBN ، وتطبيق متقدمة قطع العمليات مثل تحول بدلا من طحن ، يمكنك حفظ معدات تكلفة الاستثمار وتحسين الإنتاجية لزيادة المرونة من معالجة عملية. بالإضافة ، بسبب زيادة في تكاليف الموظفين و متطلبات حماية البيئة ، فمن أيضا أهمية كبيرة لتعزيز استخدام PCBN أدوات لإعطاء العنان إلى إمكاناتهم الكفاءة و تحسين مستوى قطع تكنولوجيا معالجة.