超硬陶瓷刀具的离子注入

尽管有许多研究报告涉及到加工操作通过离子注入来提高刀具耐用度,但离子注入在切削刀具中的应用仍然有限,尤其是陶瓷刀具。由于注入和刀具磨损过程的复杂性,离子注入改善刀具耐用度的机理尚不清楚。为了通过离子注入改善硬加工用立方氮化硼(CBN)刀具的性能,对有关离子注入刀具的文献进行了调查,注重离子注入减少刀具磨损的机理。然后进行注入和加工实验,研究注入对硬加工CBN刀具的影响。在离子能150keV、离子剂量2.5×1017离子/cm2条件下,对一批CBN刀具进行氮离子注入,并在不同条件下用来加工硬度61HRC的A IS I 52100钢。结果表明,注入对零件表面光洁度有强烈的影响,对切削力的影响属于中等,但对刀具磨损的影响微不足道。根据实测切削力估计,注入可能减小摩擦系数,从而可能改善表面光洁度。但是,令人吃惊的是,评价硬加工中摩擦载荷的二维正交切削表明,注入和未注入CBN刀具的接触应力和摩擦系数均未见差异。