Karakteristik dan aplikasi pemotongan alat pemotong boron nitrida kubik polikristalin

1. Fitur pemotong polikristalin kubik boron nitrida (PCBN)

Alat PCBN terbuat dari partikel CBN sebagai bahan baku, disinter pada suhu tinggi dan tekanan tinggi dengan atau tanpa pengikat, dan bentuk strukturalnya meliputi sintering integral dan lembaran komposit substrat karbida disemen. Karena PCBN sebagian besar terbuat dari CBN, alat PCBN memiliki berbagai sifat yang sangat baik dari CBN. Indikator kinerjanya ditunjukkan pada Tabel 1. Fitur utamanya adalah:

Tabel 1 Sifat mekanik berbagai bahan perkakas

(1) Kekuatan tinggi dan ketahanan abrasi

Struktur kristal polikristalin kubik boron nitrida mirip dengan berlian, dan memiliki kekerasan dan kekuatan tekan yang mendekati berlian. Saat menggunakan alat PCBN untuk memotong, ketahanan ausnya juga jauh lebih tinggi dari pada yang keras Dapat digunakan untuk pemesinan besi tuang dan baja keras atau bahan paduan lainnya dengan kekuatan tinggi, kekerasan tinggi dan sensitivitas panas tinggi.

(2) Stabilitas kimia yang sangat baik

CBN memiliki stabilitas kimia yang tinggi dan tidak akan bereaksi dengan bahan berbasis besi saat suhu mencapai 1200-1300 °C, dan pada suhu tinggi 1000 °C CBN tidak akan teroksidasi dan memiliki ketahanan oksidasi yang kuat, sehingga alat PCBN memiliki keausan kimia yang lebih sedikit selama pemotongan dibandingkan bahan alat lainnya, dan dapat digunakan untuk memotong berbagai bahan.

(3) Konduktivitas termal yang baik dan koefisien gesekan yang rendah

Konduktivitas termal CBN jauh lebih tinggi daripada baja berkecepatan tinggi, keramik, dan karbida disemen, dan konduktivitas termal alat PCBN akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Hal ini membuat suhu ujung pahat tidak terlalu tinggi selama pemotongan, yang bermanfaat untuk meningkatkan ketahanan pahat dan memperpanjang umur pahat. Ketika CBN berinteraksi dengan bahan lain, koefisien gesekannya sekitar 0,1-0,3, yang jauh lebih kecil daripada koefisien gesekan (0,4-0,6) antara karbida yang disemen dan bahan lainnya, yang mengurangi gaya potong dan suhu pemotongan, mengurangi pemotongan Fenomena lengket selama pemrosesan dapat secara efektif menghindari pembentukan akumulasi chip, sehingga meningkatkan kualitas pemrosesan permukaan benda kerja.

2. Aplikasi alat polikristalin kubik boron nitrida (PCBN)

Alat PCBN terutama digunakan untuk pemesinan material yang sulit dikerjakan dan material dengan kekerasan tinggi (>HRC35), seperti baja perkakas, baja kecepatan tinggi, baja yang dikeraskan, besi lunak austenitik, dll. ; bahan tahan aus Seperti besi cor abu-abu, besi sinter, dll; bahan yang sulit dikerjakan seperti bahan pelapis permukaan, paduan pengerasan permukaan, besi ulet, dll., Dan alat PCBN dapat menggantikan proses penggilingan tradisional, akurasi pemesinan bisa setinggi IT5-IT6, dan kekasaran permukaan bisa setinggi IT5-IT6. Dapat mencapai Ra0.8~0.2μm, yang dapat mencapai presisi penggilingan.

2.1 Pemesinan besi cor kelabu

Pemotongan berkecepatan tinggi Pemotongan bahan besi cor kelabu dengan kecepatan tinggi adalah salah satu aplikasi khas alat PCBN. Bila alat PCBN adalah alat pemotong besi cor kelabu berkecepatan tinggi, masa pakai pahat bisa mencapai 20-30 kali lipat dari perkakas keramik. Untuk berbagai tingkat alat PCBN, semakin tinggi kandungan CBN, semakin tinggi kekerasan, ketahanan aus, dan konduktivitas termal alat PCBN. Bila kandungan ferrite pada material grey cast iron kurang dari 10%, maka lebih cocok untuk pemotongan alat PCBN. Saat ini umur alat PCBN lebih lama, karena bila terlalu banyak ferrite akan berinteraksi dengan elemen boron di CBN. Reaksi kimia terjadi pada suhu tinggi selama pemotongan, yang meningkatkan keausan kimiawi dari pahat PCBN dan mengurangi masa pakai pahat. Dalam pengerjaan pemesinan besi cor kelabu, salah satu aspek yang perlu mendapat perhatian ekstra adalah penuaan, yaitu waktu setelah benda kerja dicor sampai pahat PCBN digunakan untuk memotong, karena banyak oksigen dan nitrogen yang akan dihasilkan saat pengecoran abu-abu. besi dicor. Ini berbahaya bagi daya tahan alat PCBN, jadi oksigen dan nitrogen perlu waktu lama untuk menguap untuk memastikan masa pakai normal alat. Hari penuaan umum adalah 10 hari.

2.2 Pemesinan baja yang diperkeras

Baja yang dikeraskan adalah bahan khas yang sulit dikerjakan dan tahan aus. Penggerindaan telah digunakan untuk menyelesaikan finishing bagian baja yang dikeraskan. Saat menggunakan alat PCBN untuk memproses baja yang dikeraskan, efisiensi pemrosesan lebih cepat daripada penggilingan, dan lebih cocok untuk memotong bagian Mesin dari berbagai bentuk lebih fleksibel daripada penggilingan. Karena alat PCBN sering menggunakan pemotongan kering, juga dapat menghindari polusi cairan limbah pemotongan dan menghemat energi. Kualitas permukaan mesin sebanding dengan penggilingan, atau bahkan lebih tinggi dari penggilingan. Dalam proses pemotongan baja keras berkecepatan tinggi, panas tinggi yang dihasilkan oleh alat PCBN terus-menerus melembutkan area pemotongan bahan benda kerja, sehingga dapat melakukan pemrosesan pemotongan. Dibandingkan dengan alat karbida, efisiensinya sangat tinggi. ditingkatkan, dan kekasaran permukaan benda kerja dapat ditingkatkan.

2.3 Materi Sulit

Relatif berbicara, aplikasi dan keunggulan alat PCBN dalam pemesinan besi grafit ulet atau vermicular relatif kecil. Dalam proses pemesinan besi grafit ulet atau vermicular, pahat PCBN rentan terhadap keausan bahan kimia yang parah dan mengurangi masa pakai pahat. Oleh karena itu, untuk memastikan akurasi dimensi dan toleransi geometrik bagian-bagian, ketika alat PCBN harus digunakan, biasanya dilapisi untuk melindungi alat PCBN dan meningkatkan daya tahannya. Selain aplikasi khas di atas, alat PCBN juga dapat digunakan untuk memotong superalloy berbasis nikel, paduan case hardened, cemented carbide, keramik, metalurgi serbuk dan bahan lainnya. Ini memiliki keuntungan yang baik dalam efisiensi pemrosesan, akurasi dimensi benda kerja, kekasaran permukaan dan daya tahan pahat, dan banyak digunakan.

3. Epilog

PCBN Dengan efisiensi pemrosesan pahat yang tinggi, umur pahat yang panjang, dan biaya pemrosesan yang rendah, telah banyak digunakan di bidang pemrosesan logam besi seperti besi tuang kelabu dan baja yang dikeraskan. Pemotongan material yang sulit dikerjakan dengan kecepatan tinggi dapat diwujudkan dengan memutar penggilingan, yang sangat meningkatkan efisiensi pemrosesan. Penerapan alat PCBN memecahkan masalah pemrosesan pemotongan keras logam besi, yang sangat penting untuk mempromosikan teknologi pemotongan berkecepatan tinggi.