博徠栄超硬材料有限公司
中国の立方晶窒化ホウ素の完全な産業メーカー
1. 多結晶立方晶窒化ホウ素 (PCBN) カッターの特長
PCBN ツールは、CBN 粒子を原料として、バインダーの有無にかかわらず高温高圧で焼結され、その構造形態には一体焼結と超硬基板複合シートがあります。 PCBN は主に CBN で構成されているため、PCBN ツールは CBN のさまざまな優れた特性を備えています。その性能指標を表 1 に示します。主な機能は次のとおりです。
表 1さまざまな工具材料の機械的特性
| 材料特性 | 超硬 (K10) | < td>PCBN | PCD | ||
機械的特性 | 硬度HV | 1500~ 1700 | 1800~2500 | 3000-5000 | 4000~6000 |
590~630 < /td> | < p style="text-align: center">300~400 | 580~680 | 680~810 | ||
破壊靭性MPa | 10.8 < /p> | 2.0~3.0 | 3.7 ~ 6.3 | 6.8~8.8 | |
| 熱特性 | 耐熱性℃ | 800~1000 | >1200 | 1400-1500 | 700-800 |
熱伝導率 W/(K·M) | 17-125 | 20-29 | 40~100 | 500-2000 | 熱膨張係数 10 -6J/℃ | 4-9 | 6.3-9 | 2.1-4.8 | 0.9-4.8 |
(1) 高い強度と耐摩耗性
多結晶立方晶窒化ホウ素の結晶構造はダイヤモンドに似ており、ダイヤモンドに近い硬度と圧縮強度を持っています。切断に PCBN ツールを使用すると、耐摩耗性も大幅に向上します。高強度、高硬度、高熱感受性の硬質鋳鉄および鋼またはその他の合金材料の加工に使用できます。
(2) 優れた化学的安定性
CBNは化学的安定性が高く、1200～1300℃、1000℃の高温でも鉄系材料と反応しません CBN は酸化されず、耐酸化性が強いため、PCBN 工具は他の工具材料に比べて切削時の化学的摩耗が少なく、さまざまな材料の切削に使用できます。
(3) 熱伝導率が良く、摩擦係数が低い
CBN の熱伝導率は、高速度鋼、セラミック、超硬合金よりもはるかに高く、PCBN ツールの熱伝導率は温度の上昇とともに増加します。これにより、切削中に工具先端の温度が高くなりすぎず、工具の耐久性が向上し、工具の寿命が長くなります。 CBN が他の材料と相互作用する場合、その摩擦係数は約 0.1 ～ 0.3 であり、超硬合金と他の材料の間の摩擦係数 (0.4 ～ 0.6) よりもはるかに小さく、切削力と切削温度が低下し、切削時の固着現象が減少します。加工により、切りくず堆積の発生を効果的に回避できるため、ワークピースの表面加工品質が向上します。
2. 多結晶立方晶窒化ホウ素 (PCBN) ツールの適用
PCBN 工具は、主に工具鋼、高速度鋼、焼入れ鋼、オーステナイト軟鉄などの難削材や高硬度材 (>HRC35) の加工に使用されます。 ; ねずみ鋳鉄、焼結鉄などの耐摩耗性材料; 表面コーティング材料、表面硬化合金、ダクタイル鋳鉄などの難削材、および PCBN ツールは、従来の研削プロセスに取って代わることができます。加工精度はIT5-IT6程度、表面粗さはIT5-IT6程度、Ra0.8~0.2μmに達し、研削精度を達成できます。
2.1 ねずみ鋳鉄の加工
高速切削 ねずみ鋳鉄材料の高速切削は、PCBN 工具の代表的な用途の 1 つであり、PCBN 工具がねずみ鋳鉄を高速切削する場合、工具寿命はセラミック工具の 20 ～ 30 倍に達する可能性があります。 PCBN ツールのさまざまなグレードでは、CBN 含有量が高いほど、PCBN ツールの硬度、耐摩耗性、および熱伝導率が高くなります。ねずみ鋳鉄材料のフェライト含有量が 10% 未満の場合、PCBN ツールの切削に適しています. このとき、フェライトが多すぎると相互作用するため、PCBN ツールの寿命が長くなります. CBN 中のホウ素元素との化学反応は、切削中に高温で発生し、PCBN ツールの化学的摩耗が増加し、ツールの寿命が短くなります。ねずみ鋳鉄の加工では、ねずみ鋳鉄の際に多量の酸素と窒素が発生するため、鋳込みからPCBN工具で切削するまでの経時変化に注意が必要です。鉄は鋳物です. PCBN工具の耐久性に有害です. 酸素と窒素が揮発して工具の正常な寿命を確保するのに一定の時間がかかります. 一般的なエージング日数は10日です.
2.2 硬化鋼の加工
硬化鋼は、機械加工が困難で耐摩耗性に優れた典型的な材料です. 研削は、硬化鋼部品の仕上げを完了するために使用されてきました. PCBNツールを使用して硬化鋼を加工する場合, 加工効率は研削よりも速く, それはより多くの切削加工に適しています 異なる形状の部品の加工は、研削よりも柔軟です。 PCBN ツールは乾式切削を使用することが多いため、切削廃液の汚染を回避し、エネルギーを節約することもできます。加工面の品質は、研削加工に匹敵するか、それ以上です。焼入れ鋼の高速切削加工では、PCBN 工具が発生する高熱が被削材の切削領域を連続的に軟化させ、切削加工を行い、超硬工具と比較して効率が大幅に向上します。加工物の表面粗さを向上させることができます。
2.3 難しい資料
比較的つまり、ダクタイルまたはバーミキュラーグラファイト鉄の加工におけるPCBNツールの適用と利点は比較的小さいです。ダクタイルまたはバーミキュラーグラファイト鉄の機械加工プロセスでは、PCBN ツールは深刻な化学的摩耗を受けやすく、ツールの寿命が短くなります。したがって、部品の寸法精度と幾何公差を確保するために、PCBN ツールを使用する必要がある場合は、通常、PCBN ツールを保護し、耐久性を高めるためにコーティングされます。上記の典型的な用途に加えて、PCBN ツールは、ニッケルベースの超合金、表面硬化合金、超硬合金、セラミック、粉末冶金、およびその他の材料の切断にも使用できます。加工能率、ワーク寸法精度、面粗度、工具耐久性に優れており、広く使用されています。
3. エピローグ
PCBN工具の加工能率が高く、工具寿命が長く、加工コストが低いことから、ねずみ鋳鉄や高硬度鋼などの鉄系金属加工の分野で広く使用されており、難削材の高速切削を実現しています。加工効率を大幅に向上させます。 PCBN ツールの適用は、高速切削技術を促進するために非常に重要な鉄金属ハード切削の処理問題を解決します。
