PCBN刀具材料的性能及切削20CrMnTi合金钢试验研究

以CBN为原料、TiCN和Al为结合剂,在1550℃、5.5 GPa高温高压条件下合成了不同CBN含量的PCBN刀具材料。对PCBN刀具材料进行了显微结构观察、力学性能(磨耗比、硬度)以及高速精密切削20CrMnTi合金钢的切削性能检测。结果表明,PCBN刀具材料的结合剂均匀分布在CBN颗粒周围,致密性良好;PCBN刀具材料的硬度、磨耗比与CBN含量成正比,CBN含量70%时,PCBN的硬度和磨耗比均最大,分别为32.97 GPa和7400;高CBN含量的PCBN刀具使用寿命更长。切削试验结果表明,PCBN刀具高速切削20CrMnTi合金钢时的磨损是黏结磨损、氧化磨损、扩散磨损以及局部剥落等各种磨损机制综合作用的结果。

基于有限元理论分析切削振动对CBN刀具磨损的影响

研究用CBN刀具切削钛合金Ti–6Al–4V材料时,切削振动对刀具磨损的影响情况。用有限元分析技术,设计正交试验,分析不同方向切削振动幅度和振动频率对刀具表面应力、刀具温度的影响,研究切削振动条件下的刀具磨损情况。有限元仿真结果表明:X方向振动对刀具表面应力和温度影响较小,且规律性影响不明显,因此X方向振动并未加重刀具磨损;Y方向振动对刀具表面应力和温度影响较大,刀具表面应力和温度随着Y方向振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损加重;当X方向和Y方向均存在振动时,刀具表面应力和温度也随着振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损严重。利用实际切削试验对有限元分析结果进行验证,发现振动对刀具磨损影响较大,与有限元分析结果基本一致。

CBN刀具磨损机理分析

1 CBN 刀具磨损类型在稳定的精加工中,CBN 刀具加工淬火钢的磨损过程与一般切削刀具类似.图1是切削淬火 GCr15相(HRC58)时的刀具磨损曲线.刀具磨损较均匀,前后刀面都有磨损痕迹,磨损面呈条状.其磨损型式大致有以下几种:①逆转化磨损当切削温度较高时(如超过1000℃时),在切削一段时间后。

烧结条件对整体CBN烧结密实体的影响

通过以Al为粘接剂和CBN为原料的整体刀具材料在不同的烧结条件下的烧结,并对烧结体进行了密度、磨耗比测试和SEM电镜扫描的微观形貌分析,发现温度和压力对其性能有很大的影响。结果表明:在压力一定的情况下,存在一个最佳合成温度,烧结体的磨耗比达到最大值。

CBN刀具磨损机理的研究

本文对CBN刀具的磨损过程进行了研究,给出了CBN刀具的主要磨损形式,有逆转化磨损、氧化磨损、微裂解磨损和粘接磨损等。在分析了CBN 刀具磨损机理的基础上,提出了控制与减少CBN 刀具磨损的措施。实验结果表明,采用作者推荐的工艺条件切削,可以在保证零件加工精度的前提下,大幅度地提高CBN

WC-B-Al_(2)O_(3)作结合剂的聚晶立方氮化硼复合材料性能研究

以CBN、WC、B、Al_(2)O_(3)等高纯度粉末为原料,在高温高压下合成了聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料,研究了不同烧结温度合成的PCBN复合材料的微观形貌、物相和力学性能。结果显示,在超高压6 GPa、温度1200~1500℃、合成时间700 s条件下,合成的PCBN组织主要由BN、WB_(2)和WB相组成。1500℃烧结时,PCBN综合力学性能较好,气孔率1.05%、抗弯强度789 MPa、显微硬度36.5 GPa、磨耗比9810。