PCBN刀具磨损机理研究综述

介绍了国内外关于ＰＣＢＮ刀具磨损机理的探讨，详细阐述了ＰＣＢＮ刀具磨损的原因，同时指出ＰＣＢＮ刀具使用中应该注意的几个磨损规律。自７０年代ＰＣＢＮ刀具问世以来，世界各工业先进国家均投入大量的人力物力人不断地进行着试验研究。但至今为止，对ＰＣＢＮ刀具加工各种材料的切削性能的研究还远远不够，尤其缺乏对ＰＣＢＮ刀具特异磨损机理的研究，影响了ＰＣＢＮ刀具的推广与使用。本文将着重介绍ＰＣＢＮ刀具磨损机理方面     

PCBN切削刀具的性能及合理使用

本文介绍了聚晶立方氮化硼切削刀具的性能，进一步阐述了聚晶立方氮化硼切削刀具的适用范围及其相关的应用技术。     

PCBN刀具硬态车削的磨损机制研究

PCBN刀具用于高速切削、硬态切削、干切削以及加工自动化和难加工材料等先进切削工艺时显示出了卓越的性能,为了推动PCBN刀具在我国的推广使用,充分发挥PCBN刀具的潜能,有必要对PCBN刀具切削过程中的行为规律进行研究。目前国内外已经有很多这方面的研究报道,本文旨在对前人已进行的工作进行一个系统的总结,以期能得到PCBN硬态车削时的主要的磨损机制。     

PCBN刀具的合理选用

阐述了PCBN刀具的切削性能和在精加工中的选择与使用,为在机械加工行业中推广应用PCBN刀具作初步的探讨.     

PCBN刀具的切削性能及其应用

文章阐述了PCBN刀具的切削性能和在实际应用中应该注意的问题,为在机械加工行业中推广应用PCBN刀具作初步的探讨.     

特殊牌号PCBN的发展

工件材料和制造过程的发展推动了刀具的发展。镶有聚晶立方氮化硼(PCBN)的增长及其专用刀具的发展就是一个很好的例子。今天的PCBN比起早期的那些坚硬但缺乏足够韧性牌号，能满足更加广泛的应用要求。先进的制造方法使工具厂能够根据特殊工件材料或特殊的加工过程(如淬硬钢间断车削     

不同PCBN刀具车削硼铸铁的对比研究

使用不同的立方氮化硼刀具材料(PCBN)和刀具结构,在相同加工参数下,对硼铸铁进行切削加工试验,并对比其加工效果。结果表明:同粗粒度的PCBN刀具相比,细粒度的PCBN刀具加工所得的工件表面粗糙度较低,且刀具本身的耐磨性较高;在切削过程中,随着进给量的增大,工件表面粗糙度也增大;PCBN刀具的负倒棱宽度对加工硼铸铁的切削温度和后刀面磨损有较大影响,负倒棱宽度增加,切削温度和刀具磨损增加,而倒棱角度对刀具和切削过程影响有限。     

PCBN刀具材料与现代加工技术

随着科技的不断发展,对一些更坚固、更轻、更耐磨材料的需求也在不断增加,在现代工业尤其是汽车工业及航天航空工业中,复合材料及耐磨有色金属材料被大量使用,而采用普通刀具加工这类材料却难以胜任。因此,超硬刀具材料PCBN应运而生。本文对PCBN刀具用于高速与超高速切削、硬态干式切削、在数控机床上加工淬火钢加工以及不同应用领域对PCBN刀具材料的要求均有描述。指出,为达到我国未来工业经济的高速发展,超硬刀具的成功应用是一个关键因素。     

PCBN刀具干湿切削加工淬硬钢时的磨损对比

本文研究了在一定切削参数下干、湿式切削加工淬硬钢时四种PCBN刀具的刀具寿命、磨损形式和磨损机理。通过扫描电子显微镜观察不同切削行程下刀尖形貌和刀具后刀面磨损量,并对刀具前后刀面进行能谱分析。结果表明湿式切削时的后刀面磨损量小于干式切削,说明刀具湿切比干切时具有较好的性能;PCBN刀具的磨损形式有前刀面磨损、后刀面磨损,其中前刀面磨损的表现形式为月牙洼磨损,磨损机理为机械磨损、氧化磨损和黏结剂磨损,而后刀面磨损机理有机械磨损、氧化磨损、黏结剂磨损和扩散磨损等;同时还发现CBN含量下降,刀具的后刀面磨损量也有下降趋势,即刀具的切削寿命有延长趋势。     

基于热力学的聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理

文章通过切削实验研究了聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理。运用热力学基本理论推导了物质吉布斯自由能函数法,并应用到刀具前刀面氧化磨损的分析中。计算了刀具表面极易发生的化学反应的吉布斯自由能,并分析得出了发生氧化磨损的主要氧化反应方程式。运用扩散第一定律分析了刀具发生扩散磨损的机理,得出了刀具前、后刀面扩散磨损过程发生机理的差异性。运用SEM扫描电镜对刀具表面进行了化学磨损分析。结果表明,刀具前、后刀面都发生了严重的氧化、扩散以及化学磨损,刀具表面发生了严重的放氮反应。研究内容可为加工镍基合金提高刀具寿命提供参考。     

用于切削球墨铸铁和灰口铸铁的立方氮化硼刀具的磨损机理研究

为了研究用于切削球墨铸铁CGI的CBN刀具的磨损机理，进行了多种实验，同时为了探讨在这种情形下切削CI的刀具寿命为什么特别高，而对用于切削灰口铸铁CI的刀具也进行了比较，发现对刀具的磨损有两个主要因素：即（1）刀具的氧化；（2）刀具与CGI之间组元的互扩散。这些磨损机理对于切削CGI和CI材料或多或少是相同的。刀具寿命的差异可用在切削灰口铸铁CI情形下，刀具表面形成MnS层来解释。这种MnS层对于CGI是不会形成的。MnS层起着润滑和阻碍扩散作用，并且是在切削灰口铸铁CI的情形或减少刀具磨损的原因。     

刀具磨损对单晶铝纳米切削过程的影响

基于分子动力学的理论建立了单晶铝的纳米切削仿真模型,比较研究了在刀具未磨损和刀具磨损条件下对切削过程的影响。研究表明：相比于刀具未磨损,在刀具磨损的情况下,已加工表面质量有所下降,基体上出现了大量的位错等缺陷;切削力也全部有所升高,其中刃口半径磨损对切削力影响最为显著,在相同的切削条件,相比于刀具未磨损升高约为17.78%,后刀面磨损和前刀面磨损对切削力的影响基本相同,提高了约7.98%;刀具温度和工件的温度也都有不同程度的升高,其中,工件的温升更高。刀具刃口半径磨损对温升影响最大,达到稳定切削时,刀具的平均温度相比于刀具未磨损升高约为7.2%。     

PCBN刀具及其在切削加工中的应用

PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具具有硬度高、韧性好、热稳定性好和化学惰性大等特点，并可用金刚石砂轮开刃修磨，在切削加工的各个方面都表现出了优异的切削性能，特别适合加工各种淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料。     

PCBN刀具高速切削淬硬轴承钢的磨损机理研究

采用美国D.I.公司生产的BZN9000作为刀具材料制成PCBN刀具,在沈阳机床厂生产的CA6140A车床上对GCr15淬硬轴承钢进行高速切削试验。对切削试验后刀具的前、后刀面进行SEM形貌观察和EDS能谱分析,结果表明:PCBN刀具在高速切削过程中,机械磨损、黏着扩散磨损和化学磨损是刀具磨损的主要形式;前刀面磨损主要为月牙洼磨损,切削刃处、月牙洼后、前刀面处的黏着元素扩散比月牙洼底部还要严重;对后刀面的WDS线能谱分析证实,切削刃处的黏着元素扩散比后刀面要严重。      

超声波振动切削刀具磨损的研究

以单因素试验及考虑交互作用的三因素三水平正交试验为基础，对ＹＧ６Ｘ，ＹＷ１，ＹＴ１５刀具超声振动车削１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢工件后刀面磨损的影响因素进行研究与分析。     

PCBN材料的组织结构与力学性能

以CBN-TiN-Ti-Al₂O₃为初始原料,采用高温高压法在1500 ℃不同保温时间下制备PCBN材料,探讨其在不同保温时间下的物相组成、显微结构、力学性能和切削性能。结果表明:保温时间对PCBN材料物相组成无明显影响,但有助于提高其结晶度,实现其烧结均匀化和致密化;在保温时间为9.00 min时,能获得综合性能最佳的PCBN材料,其相对密度为99.1%,抗弯强度为910.9 MPa,磨耗比为7120,显微硬度为33.5 GPa;用此PCBN做成的刀具加工模具钢零件,最多可加工365个。      

PcBN刀具材料在高速硬态切削中的应用研究

简要介绍了PcBN刀具材料的高压高温烧结制备方法及其物理力学性能特点、高速切削技术与硬态切削技术的特点以及PcBN刀具材料对高速硬态加工的适应性。分析和探讨了高速硬态切削对PcBN材料性能的要求,认为限制PcBN应用于高速硬态切削的主要是其高温力学性能,包括高温强度、高温硬度、高温韧性等。介绍了目前国外高速切削用PcBN材料的研究新进展,列举了PcBN刀具应用于高速硬态加工领域的实例,指出纳米级无任何粘结剂的PcBN刀具材料的开发与应用对推动我国的高速切削加工技术具有十分重要的意义。     

铝合金切削过程刀具磨损预测研究

为更精确地研究刀具磨损,建立刀具磨损模型至关重要。目前刀具磨损的模型主要是经典的刀具磨损模型和刀具磨损预测模型,刀具磨损预测模型主要为人工神经网络、隐马尔可夫模型和支持向量机模型。分析铝合金切削过程中的刀具磨损机制,总结经典的刀具磨损模型,梳理刀具磨损预测模型。铝合金切削过程中刀具主要的磨损机制为黏着磨损、扩散磨损和磨粒磨损。结果表明：在黏着磨损和磨粒磨损的基础上考虑扩散磨损的刀具磨损理论模型最接近实际加工。