現(xiàn)代切削技術(shù)正向著高速度、高精度、高效率的方向發(fā)展,與此同時(shí),切削技術(shù)對(duì)刀具性能的要求也越來(lái)越高。聚晶立方氮化硼作為利用人工方法合成的硬度僅次于天然金剛石的新型刀具材料,是目前高速切削鐵系金屬最合適的刀具材料。 聚晶立方氮化硼(PCBN)于上世紀(jì)由美國(guó)GE公司首先研制成功,由于PCBN材料具有高的硬度和耐磨性、很高的熱穩(wěn)定性和高溫硬度、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性以及較好的導(dǎo)熱性和較低的摩擦系數(shù)。
1 高的硬度和耐磨性
硬度是異形刀片材料應(yīng)具備的基本特性。刀具要從工件上切下切屑,其硬度必須比工件材料的硬度大。切削金屬所用刀具的切削刃硬度,一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來(lái)說(shuō),刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。組織中的硬質(zhì)點(diǎn)(碳化物、氮化物等)的硬度越高,數(shù)量越多,顆粒越小,分布越均勻,則耐磨性越好。耐磨性還與材料的化學(xué)成分、強(qiáng)度、顯微組織及摩擦區(qū)的溫度有關(guān)??捎霉奖硎静牧系哪湍バ訵R:
WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中:H——材料硬度(GPa)。硬度愈高,耐磨性愈好。KIC——材料的斷裂韌性(MPa·m?)。KIC愈大,則材料受應(yīng)力引起的斷裂愈小,耐磨性愈好。E——材料的彈性模量(GPa)。E很小時(shí),由于磨粒引起的顯微應(yīng)變,有助于產(chǎn)生較低的應(yīng)力,耐磨性提高。
2 足夠的強(qiáng)度和韌性 異形刀片
要使刀具在承受很大壓力,以及在切削過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊和振動(dòng)條件下工作,而不產(chǎn)生崩刃和折斷,刀具材料就必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性。
3 高的耐熱性(熱穩(wěn)定性)
耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要標(biāo)志。它是指刀具材料在高溫條件下保持一定的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的性能。
刀具材料還應(yīng)具有在高溫下抗氧化的能力以及良好的抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力,即刀具材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。