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聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)

聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)合成物是由烧结立方氮化硼(cubic boron nitride) 粉末与及各种陶瓷粘合剂制造而成,以生产出坚硬及热能稳定的工具物料。大部份的聚晶立方氮化硼物质具有硬质合金衬底。聚晶立方氮化硼是继钻石之外,第二级已知的最坚硬物质,但是具备很高的抗热及耐化学性功能。聚晶立方氮化硼合成物在高温的环境中能极力抵抗变形及磨损的情况发生。

2/3的聚晶立方氮化硼工具都用于硬化钢加工。其他应用包括加工坚硬、灰色及高强度铸铁,及冷热钢工具;而近年开始普及的应用方式多为利用聚晶立方氮化硼加工处理镍及钴基超合金。

DBC50 SEM
聚晶立方氮化硼显微结构
黑色一面是立方氮化硼 (50%)
浅色一面是黏合剂 (碳化钛)
AMB90 SEM
聚晶立方氮化硼显微结构
黑色一面是立方氮化硼 (90%)
浅色一面是黏合剂 (陶瓷)

比较刀头及工件硬度


Nb C 氏硬度 (Gpa) 50 40 30 20 10 T i C cB N P C BN A l 2 O 3 WC 化钢 工并铸造铝合金 70 80 60 P C D

聚晶立方氮化硼的功用

聚晶立方氮化硼能用作打磨坚硬钢制品,此效能的运作原理是因为聚晶立方氮化硼在不断提升的温度中保持高度的热硬度及化学稳定性。在切割区域中自身诱导出来的热量,减低了物料在接触切割工具时的硬度。

特性Al2O3+TiCN (30% Vol)碳化钨K10聚晶立方氮化硼
维氏硬度 (GPa)191725-40
断裂韧性 (MPam0.5)3.610.54.0-7.2
导热系数 (W/m/°K)3210034-100
workpiece hardness Chinese

立方氮化硼含量的一般应用指标


cB N ( %) 40 90 10 0 50 0 10 0 20 0 0 结铁 合金 磨堆焊 质加工 削与 割速度 ( / ) 割速度 ( / ) 削渗碳钢 削工具钢 车削并加工 GG25 GG25 车削淬硬钢 合金车削加工 削加工 CGI, NCI, ADI 削高铬铸铁 铣渗碳钢 过硬化钢车削滚珠轴承 续车削 结铁

标准盘规格

聚晶立方氮化硼与衬底
外盘直径:75 mm
可用的盘直径:70 mm
聚晶立方氮化硼层厚度:0.7-1.0 mm
总厚度:1.6, 2.38, 3.18 及4.76 mm
(+/- 0.05 mm)

等级:

立方化硼 (%)
45
50
65
85
90
90

平均晶粒尺寸 (µm)
<1
1.5
3
2
4
3

粘合剂
TiCN
TiC
TiN
AlWCoB
Novel
TiCN-Al

固体聚晶立方氮化硼,导电的
外盘直径:94 mm
可用的盘直径:95% 90 mm
总厚度:1.0, 1.6, 2.38, 3.18 及4.76 mm
(+/- 0.05 mm)
等级:

立方化硼 (%)
45
50
50

平均晶粒尺寸 (µm)
<1
1.5
4

粘合剂
TiCN
TiC
TiC/TiN

固体聚晶立方氮化硼,非导电的
外盘直径:101mm
可用的盘直径:95% 97 mm
总厚度:3.18, 4.76 及6.35 mm
(+/- 0.13 mm)
等级:

立方化硼 (%)
65
70
90
90

平均晶粒尺寸 (µm)
<4
<1
3-10
3-60

粘合剂
TiC/TiN
TiCN
AlN+AlBx
AlN+AlBx


刀具几何形状建议


硬化钢 - 粗车
(左: 标准车刀;右:仿形切削)

20-40µm 边缘磨削 20° x 0.2mm 20° x 0.2mm 20-40µm 边缘磨削 -6° 5-7°

硬化钢 - 精车
(左至右:标准车刀,薄壁及细小的内部直径)

10-20µm 边缘磨削 10-20µm 边缘磨削 10-20µm 边缘磨削 20° x 0.1mm 20° x 0.1mm -6° 5-7° 5-7°

灰口铸铁 – 通过表层

20-40µm 边缘磨削 20° x 0.2mm -6° 20° x 0.2mm 20-40µm 边缘磨削 5-7°

灰口铸铁 –完工切削

10-20µm 边缘磨削 10-20µm 边缘磨削 10-20µm 边缘磨削 -6° 5-7° 5-7° 5-7°

刀具製造

硬态切削的边缘磨削准备建议:

切角
标准 20° x 0.2 mm强力切削20° x 0.2-0.4 mm

磨刀石
标准 10-20 µm
粗加工20-40 µm

20° x 0.1mm 20° x 0.1mm -6° 5-7° 10-20µm 边缘磨削 10-20µm 边缘磨削

(左: 标准车刀;右:薄壁)


刀具磨床 潜在的裂纹萌生 圆周磨削
PCBN nose radius

刀尖半径

PCBN chamfer

切角


聚晶立方氮化硼的处理

聚晶立方氮化硼的处理
利用聚晶立方氮化硼生产工具时需包含各种技巧,并视乎以下情况而定:
工具的物料及
工具的应用。
工具制造的过程包括:

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