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華菱超硬材料有限公司談CBN刀具的韌性

毋庸置疑, 目前, CBN刀具在黑色金屬加工領域, 是耐磨性能最好的刀具材料。 而且隨著研究的進步, CBN刀具適應各種高硬度複雜材料的加工, 華菱HLCBN新研製的CBN刀具牌號, 可以加工HRC70以上硬度的碳化鎢, 在國內尚屬首例。 但同時, CBN刀具相比硬質合金材料刀具, 其脆性大是不爭的事實。 那麼如何加強CBN刀具的韌性, 怎麼用可靠的韌性來保證使用的經濟型呢?這也刀具用戶最關心的問題之一。

一、影響CBN刀具韌性的因素

1, 原材料的純度及合理的細微性配置是CBN刀具的韌性最基本保證, 在此不再贅述。 (詳見立方氮化硼刀具生產及製造方法)

2, 刀具負倒棱以及刃口微觀處理:實測當CBN刀具的倒棱角度從-5°變化到-20°時, 切削力出現先減小後又稍有增大的趨勢, 而切削力直接考驗了刀具的韌性 。 華菱超硬認為, 雖然隨著倒棱寬度和角度增大, 有利於增加CBN刀具的韌性, 但並不能一概而論;具體到加工材質不同(鐵屑形狀與切削力的形成不同), 加工餘量、走刀量等都影響負倒棱之於刀具韌性的微觀變化。 華菱超硬一般會根據使用者的具體加工情況“量體裁衣”選擇, 這是國外超硬刀具廠家所不能做到的。 當然, 如何改進CBN刀具的韌性也是從以上兩點反復驗證, 其中第一條直接決定了CBN刀具的韌性梯度。

二、CBN刀具的韌性在使用中的案例體現

1, 以華菱超硬BN-S10牌號為例,

它不僅可以斷續切削淬硬鋼, 也可以大餘量切除工件的淬硬層, 但前提是並沒有犧牲刀具的耐磨性, 這是與市場上的CBN刀具最大的不同, “耐磨性與抗衝擊性的完美平衡”是HLCBN品牌屹立於世界超硬刀具行業的原因之一。

2, 刀具的韌性與耐磨性的辯證在機械加工過程中, 刀片碎裂、崩刀造成的刀具成本增加是不容忽視的問題, 但是刀片碎裂並不一定是刀片的韌性差, 也可能是刀具的耐磨性能不足引起, (原因見“立方氮化硼刀片的壽命與耐磨性”)

綜述:CBN刀具作為脆性超硬刀具材料, 韌性是其最基本的保證, 但我們不能因為一味的追求其韌性, 而喪失了它的超硬材料特性--耐磨性, 作為超硬材料的研究者, 我們應該反思總結,

避免使超硬刀具研究走向另外一個極端。 (鄭州華菱超硬材料有限公司CBN刀具研發部, 2011年稿)

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