立方氮化硼聚晶刀具及其研制

在介绍了立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具的性能特点和应用范围后，着重介绍了PCBN纯聚晶镶嵌刀具的制造工艺，包括PCBN的制造、镶嵌及PCBN刀具的刃磨技术和几何参数，及其在淬硬钢、热喷涂材料、淬硬铸铁加工及断续切削与粗车等方面的应用。

用DLS-F立方氮化硼复合聚晶刀具切削加工灰铸铁

我厂模架事业部,专门生产各种标准模架,其上下模板,均为优质灰口铸铁,如图1所示。灰口铸铁本属于易加工材料,但在镗φ220+（0.019）mm两个孔时,使用硬质合金刀具（YG8、YG6X）,虽然能达到孔的尺寸公差要求,却不能保证尺寸的一致性。

用DLS-F立方氮化硼复合聚晶刀具加工Ni-60喷焊层效果好

水电科学研究院,经过几年来的试验研究认为:利用热喷焊技术,将Ni-60镍基合金喷焊到水轮机活动导叶的工作表面上,达到表面强化目的,是提高水轮机工作寿命的一种有效方法。 Ni-60镍基合金是一种优良的喷焊材料,其化学成分为:Cr-16％;B-3.5％;Si-4.5％;Fe≤15％;C-0.8％;Ni-60％。

桂林恒锋成功研制新型聚晶刀具

刀具是切削金属材料的专用工具，工件表面质量和机床加工效率的提高，很大程度上取决于对刀具的选择和优化。过去，超硬刀具领域一直被国外所垄断。桂林恒峰科技发展有限公司通过消化吸收再创新，目前已成功研制出一种由立方氮化硼单品微粉加入一定粘接剂、经高温、高压烧结而成的非金属材料、经刃磨形成的刀具产品。这种聚晶立方氮化硼刀具具有硬度高、抗冲击、耐磨性好、热稳定性高、化学稳定性好等特性；且刀片可以进行反复刃磨，能有效降低刀具成本。

新型CVD金刚石涂层刀具铣削高性能各向同性石墨研究

利用自主研发的新型CVD金刚石复合涂层刀具对自行研制的高密高强各向同性石墨材料进行了铣削加工试验,对比测试了新型CVD金刚石复合涂层刀具与PCD刀具的切削性能。试验结果表明,PCD刀具铣削加工25min其后刀面磨损已超过磨钝标准0.3 mm,新型CVD金刚石复合涂层刀具加工到45 min时,其后刀面磨损量仅为0.25 mm,这说明新型CVD金刚石复合涂层刀具高速铣削石墨时表现出良好的耐磨性和使用寿命,可以适应高性能各向同性石墨的加工需求。铣削加工试验还发现新型CVD金刚石复合涂层刀具加工的石墨表面质量在初期不如PCD刀具,但在更长时间加工情况下,其加工表面质量优于PCD刀具。

聚晶金刚石刀具高速铣削钛合金切削温度分析

为了研究聚晶金刚石高速铣削钛合金时的切削温度的影响因素,揭示切削温度的变化规律,进行了切削温度试验.采用2k因子试验设计,找出对切削温度有重要影响的主影响因素及交互影响因素;利用均匀设计试验,分析主影响因素及交互影响因素对切削温度的影响规律;建立切削用量与切削温度之间的非线性数学模型.试验结果表明:聚晶金刚石刀具高速铣削钛合金时,切削速度和切削宽度之间的交互作用对切削温度有显著影响,切削温度与切削用量间存在非线性特征规律,切削速度对切削温度的影响随切削宽度的变化而变化.研究结果有助于指导钛合金高速铣削加工,优化高速切削工艺及建立高速切削数据库.

高速铣削SiC_p/Al复合材料时聚晶金刚石刀具的磨损机理

采用聚晶金刚石刀具(PCD),以600～1200m/min速度对SiCp/2009Al复合材料进行了高速铣削试验,研究了铣削时PCD刀具的磨损机理。使用扫描电镜(SEM)观察加工材料表面和刀具前/后刀面磨损带,X射线衍射仪分析已加工表面物相,并使用能谱(EDS)和激光拉曼谱对后刀面磨损带进行元素分析。结果表明,增强颗粒碳化硅的高频刻划和冲击是导致刀具晶粒脱落、磨粒磨损、崩刃、剥落的主要机制,切削高体积分数增强铝基复合材料、经热处理的复合材料或使用更高的切削速度时,PCD刀具会产生明显微裂纹。另外,增强颗粒体积分数是影响PCD刀具磨损的最显著因素,增强颗粒尺寸、工件材料热处理状态、刀具材料晶粒尺寸和冷却条件对刀具磨损均有显著影响。PCD刀具刀的寿命在70～240min之间。结论认为,增强颗粒机械冲击、切削振动和热冲击的综合作用是刀具产生微裂纹的主要原因。在高速铣削时的高温、高压下,工件材料中的铝元素和铜元素会向刀具有一定程度的扩散,PCD刀具在铜元素的催化作用下会发生轻微的石墨化磨损。

聚晶金刚石刀具的刃磨工艺

介绍了聚晶金刚石 (PCD)刀具的两种常用刃磨方法———放电刃磨和金刚石砂轮机械刃磨的刃磨机理、刃磨设备及研究成果 ,并针对两种刃磨方法的不足提出了今后的研究方向。

不同聚晶立方氮化硼刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁时的磨损对比

选用DBW85、DBC50两种牌号的聚晶立方氮化硼刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁,对两种刀具的使用寿命和磨损情况进行了研究。结果表明:相同车削条件下,高氮化硼含量DBW85刀具的使用寿命高于低氮化硼含量DBC50刀具的,且车削速度越高,其寿命优势越明显;DBW85刀具的主要磨损机理是磨粒磨损、粘结扩散磨损;DBC50刀具的主要磨损机理是微崩刃、粘结扩散磨损。

聚晶金刚石刀具切削各向同性热解石墨过程中的磨损机理

针对各向同性热解石墨切削过程中刀具磨损过快的问题,采用聚晶金刚石(PCD)刀具进行了切削加工试验。研究了切削过程中PCD刀具的磨损形式、磨损规律以及刀具磨损对表面加工质量的影响。试验结果表明:PCD刀具磨损主要发生在后刀面上,磨损形式为磨粒磨损和氧化磨损。磨损区域可以分为平行沟槽和严重磨损两种形貌。初始磨损阶段,磨损带长度急剧增大,并在切削1200m后进入正常磨损阶段。切削过程中还出现了石墨切屑在磨损区域的黏附堆积和刀具崩刃现象。切削初期,随着切削距离的增大,加工表面粗糙度值急剧增大,切削距离为600m时表面粗糙度达到最大值1.7μm。

聚晶金刚石刀具加工强化复合地板时的切削性能及磨损机理研究

通过对聚晶金刚石刀具加工Al2O3表层强化复合地板的试验研究,分析了金刚石粒度对聚晶金刚石刀具切削性能的影响以及刀具的磨损机理.结果表明:随着金刚石粒度的增大,聚晶金刚石刀具的耐磨性能增强;聚晶金刚石刀具在加工过程中的磨损机理主要表现为具有疲劳磨损特征的沿晶断裂及局部解理断裂.晶间微裂纹是导致聚晶金刚石刀具磨损的主要因素.

纤维状聚晶金刚石复合片刀具的切削性能及刀具磨损机理

设计并制备一种纤维状聚晶金刚石复合片(Polycrystalline diamond compacts,PDC)刀具,制备的PDC刀具具有同时参与切削的刀刃多、刀刃间隔距离和切削角度可人为控制、刃口锋利平直等特点。开展了新型PDC刀具与金刚石砂轮在相同条件下加工WC/12Co涂层的对比试验。结果表明,制备的PDC刀具能获得与金刚石砂轮磨削相媲美的加工质量,实现WC/12Co涂层硬脆材料的精密加工;同时其具有良好的容屑空间,断续切削的结构特点使其更容易散热,因此,切削加工过程中又可以适当地提高切削参数实现材料的高效加工。PDC刀具在长时间的加工过程中,由于受到频繁的冲击作用,在PDC刀具的后刀面出现了小凹坑和轻微的磨粒磨损,随着切削的进行,在切刃处出现局部崩刃现象,须对其刃磨。

工作台调定压力对刃磨聚晶金刚石刀具的影响

通过试验研究了在刃磨聚晶金刚石时工作台调定压力对磨削力、磨除率及磨耗比的影响 ,获得了刃磨时优化的工作台调定压力。

聚晶金刚石刀具振动切削不锈钢技术研究

使用聚晶金刚石刀具进行了超声波振动切削不锈钢的实验研究,研究了切削方式对切削力及已加工表面粗糙度的影响规律。通过对刀具磨损区微观形貌的观测,分析了PCD刀具切削不锈钢时的磨损机理。结果表明,化学磨损在金刚石刀具切削黑色金属时占主导地位。超声振动切削可明显减小切削变形、切削力及刀具磨损。

基于表面质量分析的聚晶金刚石刀具电火花放电磨削试验研究

以2、10μm两种粒度的聚晶金刚石作为研究对象,以工艺试验结合材料学测试作为分析手段,简单对比了盘状电极和线电极加工的表面质量,研究了金刚石粒度、电极极性、电极转速对精密电火花放电磨削聚晶金刚石的表面质量和材料去除率的影响。结果表明:采用负极性加工时,加工表面未出现多孔结构,表面质量好,放电蚀除无选择性;随着电极旋转线速度增加,聚晶金刚石材料的去除量也逐步增加,聚晶金刚石材料的表面粗糙度值先减少后增加;在电极线速度达80 m/min时,聚晶金刚石样件表面粗糙度值达到最小值,聚晶金刚石材料的去除量也趋于稳定。

聚晶立方氮化硼刀具电火花放电磨削分析

以国产不同粒度的聚晶立方氮化硼复合片试样作为研究对象,选取电极转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔作为主要工艺参数,以材料去除量、电极损耗作为加工效率的评价指标,以试样表面粗糙度值作为加工质量评价标准,结合扫描电镜观测、能谱分析、粗糙度仪测试,分析主要工艺参数对放电磨削加工的影响。实验结果表明:研究表明:PCBN电火花放电磨削加工的机理是高温熔化黏结剂,从而导致聚晶立方氮化硼颗粒脱落而实现磨削去除,过程中还伴随着元素间的置换和氧化;PCBN粒度对电火花放电磨削加工效率和质量的影响不如放电加工工艺参数的影响显著;材料去除量、电极损耗随着电极旋转速度的增加、开路电压的增大均有不同幅度的增加;随着峰值电流的增加,材料去除量增加,电极损耗减小,工件材料的表面粗糙度值增大。

聚晶金刚石刀具磨损研究综述

研究刀具的磨损机理及磨损规律，对于改善切削加工的工艺参数，提高刀具的耐用度和加工生产率，研制新型的刀具材料以及合理地选择刀具材料，提高被加工工件的表面质量，具有一定的理论与实际意义，本文在国内外关于聚晶金刚石刀具磨损机理研究的基础上，详细阐述了聚晶金刚石刀具的磨损形态，磨损成因以及磨损规律，同时提出了该研究领域目前仍然存在急待解决的问题。