立方氮化硼
(一)加工淬火钢淬火钢轧辊的加工,过去一般都采用磨削方法,现在则能利用CBN超硬刀具有效地进行加工。例如,用圆形CBN刀片(r=-5°、α=5°)车削细晶粒52100(GCr15)HRC71铬钢轧辊时,切削用量选用v=84m/min、t=8.9mm、s=5.6mm/r,轧辊的不圆度及热处理时表明产生的氧化皮对刀具并无不良影响,而且能稳定地加工出较高的表面光洁度(▽6~8)和几何形状精度,故可缩短精磨工时。由于刀刃可长期保持锋利,因而切削功率也削。加工HRC62的淬火合金钢SKS3(Cr06)时CBN刀片与硬质合金刀具的耐用度比较:用P10硬质合金刀具加工时,刀刃产生破损,用K10硬质合金刀具加工,只在切削速度很低时才是正常磨损。而用CBN刀片加工,全部都是正常磨损,刀具耐用度比硬质合金高的多。用CBN铣刀可在淬火钢件上加工表面。用锋刃的CBN铣刀铣削淬火CrWMn钢(HRC62~64)时,加工表面光洁度可达▽8~9.切削速度(v=4~300m/min)及切削深度(t=0.1~0.4mm)对光洁度无甚影响。当钢的硬度降低时,则光洁度也随之降低。如钢的硬度小于HRC30,切削速度对光洁度将产生显著影响,切削速度增加,光洁度也提高。
(二)加工铸铁用CBN镗刀在座标镗床上镗灰铸铁HT21-40箱体上的孔时,精度可达1~2级,光洁度可达▽7,生产率可提高0.5~1.0倍。在1512φ3型数控立车上按样板车削灰铸铁HT15-32样规的外圆、端面和镗阶梯孔,样规的最大加工直径为900毫米,高度为300毫米。由于CBN车刀的尺寸耐用度很高,故即使加工这样大的面积,也能保证高的加工精度(达2级)。精车时的切削速度可比硬质合金车刀提高2~3倍,比陶瓷刀提高1~2倍。用锋刃CBN铣刀铣削灰铸铁HT21-40零件平面时,光洁度也可达到▽7~8,而且,由于刀具尺寸耐用度很高,在2.5~3米长度上不直度偏差不超过10~18微米。加工时切削速度应大于400m/min。切削速度提高,光洁度也随之提高。当v>800m/min时刀具耐用度虽会下降,然而使用v=1200m/min的速度来铣削铸铁导轨面也是很有成效的。用CBN铣刀加工代替磨削有很高的生产率,这不仅是因为磨削时的切削深度很小,而且由于磨削时产生大量的热会使工件变形。铣削时不仅切削深度大得多,而且工件基本上不发热。在2A622Aφ2数控卧式镗床上精加工铸铁(HT28-48)箱体零件时,铣平面和镗孔的光洁度均可达▽7~8.用一把CBN车刀可完成十个直径为200mm、长为130mm的孔。孔的椭圆度在0.011mm,锥度在0.019mm以内,精度可达2级。切削用量为:镗孔v=500m/min、t=0.1mm、s=0.04mm/r;铣削v=400m/min、s齿=0.04毫米/齿、s=0.64mm/r。由于采用了CBN刀具,比用硬质合金刀具可提高生产率2~3倍。用CBN车刀加工铸铁的切削速度一般为400~600m/min。
(三)加工高温合金 由于CBN具有高的热稳定性,故适于高速切削高温合金。粗加工时,在切削深度相同的条件下,采用的走刀量可为硬质合金的80%,金属切除率可比硬质合金提高5倍。加工表面光洁度通常可达▽7~8。 而用硬质合金刀具则只能达到▽6.高速切削高温合金实际上是一种高温切削加工。当切削温度达到1000℃时,工件材料的强度就会下降,在此温度下,CBN仍能保持常温下的硬度和强度,因此有利于切削加工。用硬质合金刀具在这样搞的切削温度下切削几秒钟就要损坏。 用CBN刀具加工高温合金的另一优点是可以改善工件表层的组织,增加零件的疲劳强度,延长零件的使用寿命,粗车高温合金时,常用的切削用量为:v=150~185m/min,s=0.13~0.15mm/r,t最大可达3mm。
(四)加工高锰钢磨辊高锰钢磨辊是雷蒙磨粉机的主要配件,在整个磨粉过程中起着重要的作用,因此,厂家对磨辊表面质量要求较高。高锰钢材质硬度较高,加工起来比较复杂,如果选择普通的刀具将很难达到理想的效果,郑州博特针对高锰钢磨辊难加工的特点,推出的圆形PCBN刀片(整体烧结式车刀片)可很好地粗、精加工磨辊内外圆、及端面,大大提高了加工效率。
(五)加工丝杠螺纹PCBN镶嵌式旋风铣刀可用来加工丝杠螺纹,具有极高的加工效率,采用PCBN整体烧结式车刀片车削粗加工丝杠螺纹槽,博特国内首创将PCBN整体刀片用于螺纹槽型的粗加工,不但提高了加工效率,而且降低了生产成本。
(六)加工汽车变速箱缸体郑州博特TNGA160404-F型PCBN刀片属于整体单面复合式镗刀,用来镗孔,对变速箱缸堂、油封实现半精加工、精加工。通过该刀片的切削,可使工件获得更高效率、更高表面质量。经过大量的实践证明,立方氮化硼刀具能够可靠而又精确地实现变速箱壳体在内的箱体类零件的完整加工,化解加工过程中遇到的难题。
用CBN超硬刀具加工烧结铁(Fe-Cu-C)时的效果也很好。例如,在烧结铁制的汽缸衬中精镗孔(φ32.8X30毫米)时,原用硬质合金刀具,在v=98m/min、t=1.2mm、s=0.05mm/r时,每刃可加工20件。采用CBN刀具后,切削速度提高到185m/min,切削效率提高1倍。
CBN超硬刀具已适用于工件的断续切削和粗加工,例如,加工有螺纹孔的法兰盘端面,带键槽的内孔等,承受几万至几十万次冲击,不出现崩刀现象。