文档介绍：PCBN刀具立方氮化硼CBN(CubicBoronNitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。CBN具有较高的硬度、化学惰性及高温下的热稳定性,因此作为磨料CBN砂轮广泛用于磨削加工中。由于CBN具有优于其它刀具材料的特性,因此人们一开始就试图将其应用于切削加工,但单晶CBN的颗粒较小,很难制成刀具,且CBN烧结性很差,难于制成较大的CBN烧结体,直到20世纪70年代,前苏联、中国、美国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体——聚晶立方氮化硼PCBN(PolycrystallineCubicBoronNitride)。从此,PCBN以它优越的切削性能应用于切削加工的各个领域,尤其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜。经过30多年的开发应用,现在已出现了用以加工不同材料的PCBN刀具材质。:有直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体两大类;按制造复合方式分:有整体PCBN烧结块和与硬质合金复合烧结的PCBN复合片两类。目前应用较广的是带粘结剂的PCBN复合片,根据添加的粘结剂比例不同则PCBN硬度也不同,粘结剂含量越多则硬度越低、韧性越好;粘结剂种类不同,则PCBN的用途也不同,如表1所示为常见粘结剂的PCBN刀具及其用途。表1常见粘结剂的PCBN刀具及其用途CBN含量(%)-粘结剂种类-主要用途~60-TiN-淬火钢~70-TiC-铸铁~70-Al2O3-铸铁~90-AlN-高强度铸铁~80-Co-,且晶格常数相近,化学键类型相同,因而CBN具有接近金刚石的硬度和抗压强度,又因为其是由N、B原子所组成,因此具有比金刚石更高的热稳定性和化学惰性。PCBN刀具材料主要性能如下:(1)具有很高的硬度和耐磨性。CBN单晶的显微硬度为HV8000~9000,是目前已知的第二高硬度的物质,PCBN复合片的硬度一般为HV3000~5000。因此用于加工高硬度材料时具有比硬质合金及陶瓷更高的耐磨性,能减少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性,尤其适用于自动化程度高的设备中,可以减少换刀调刀辅助时间,使其效能得到充分发挥。(2)具有很高的热稳定性和高温硬度。CBN的耐热性可达1400~1500℃,在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度,因此,当切削温度较高时,会使被加工材料软化,与刀具间硬度差增大,有利于切削加工进行,而对刀具寿命影响不大。(3)具有较高的化学稳定性。CBN具有很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,与铁系材料在1200~1300℃时也不发生化学反应,但在1000℃左右时会与水产生水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具湿式切削时需注意选择切削液种类。一般情况下,湿切对PCBN刀具寿命无明显提高,所以使用PCBN刀具时往往采用干切方式。(4)具有良好的导热性。CBN材料的导热系数低于金刚石但大大高于硬质合金,并且随着切削温度的提高,PCBN刀具的导热系数不断增大,因此可使刀尖处热量很快传出,有利