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立方氮化硼刀具材料的種類、性能和特點及刀具應用<\/p>

用與金剛石制造方法相似的方法合成的第二種超硬材料—立方氮化硼(CBN)，在硬度和熱導率方面僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性極好，在大氣中加熱至10000C也不發(fā)生氧化。CBN對于黑色金屬具有極為穩(wěn)定的化學性能，可以廣泛用于鋼鐵制品的加工。<\/p>

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立方氮化硼刀具的種類<\/p>

立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物質，有單晶體和多晶體之分，即CBN單晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystalline<\/p>

cubic bornnitride，簡稱PCBN)。CBN是氮化硼(BN)的同素異構體之一，結構與金剛石相似。<\/p>

PCBN（聚晶立方氮化硼）是在高溫高壓下將微細的CBN材料通過結合相(TiC、TiN、Al、Ti等)燒結在一起的多晶材料，是目前利用人工合成的硬度僅次于金剛石的刀具材料，它與金剛石統(tǒng)稱為超硬刀具材料。PCBN主要用于制作刀具或其他工具。<\/p>

PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質合金復合燒結的PCBN復合刀片。<\/p>

PCBN復合刀片是在強度和韌性較好的硬質合金上燒結一層O.5～1.0mm厚的PCBN而成的，其性能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性，它解決了CBN刀片抗彎強度低和焊接困難等問題。<\/p>

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立方氮化硼的主要性能、特點<\/p>

立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石，但卻遠遠高于其他高硬度材料。CBN的突出優(yōu)點是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多，可達1200℃以上(金剛石為700～800℃)，另一個突出優(yōu)點是化學惰性大，與鐵元素在1200～1300℃下也不起化學反應。立方氮化硼的主要性能特點如下。<\/p>

①<\/p>

高的硬度和耐磨性：CBN晶體結構與金剛石相似，具有與金剛石相近的硬度和強度。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料，能獲得較好的工件表面質量。<\/p>

②<\/p>

具有很高的熱穩(wěn)定性：CBN的耐熱性可達1400～1500℃，比金剛石的耐熱性(700～800℃)幾乎高l倍。PCBN刀具可用比硬質合金刀具高3～5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。<\/p>

③<\/p>

優(yōu)良的化學穩(wěn)定性：與鐵系材料到1200—1300℃時也不起化學作用，不會像金剛石那樣急劇磨損，這時它仍能保持硬質合金的硬度；PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵，可廣泛應用于鑄鐵的高速切削。<\/p>

④<\/p>

具有較好的熱導性：CBN的熱導性雖然趕不上金剛石，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次于金剛石，大大高于高速鋼和硬質合金<\/p>

⑤ 具有較低的摩擦系數：低的摩擦系數可導致切削時切削力減小，切削溫度降低，加工表面質量提高。<\/p>

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高性能高速**具<\/p>

高性能高速鋼是指在通用型高速鋼成分中再增加一些含碳量、含釩量及添加Co、Al等合金元素的新鋼種，從而可提高它的耐熱性和耐磨性。主要有以下幾大類：<\/p>

①<\/p>

高碳高速鋼。高碳高速鋼（如95W18Cr4V），常溫和高溫硬度較高，適于制造加工普通鋼和鑄鐵、耐磨性要求較高的鉆頭、鉸刀、絲錐和銑刀等或加工較硬材料的刀具，不宜承受大的沖擊。<\/p>

②<\/p>

高釩高速鋼。典型牌號，如，W12Cr4V4Mo，（簡稱EV4），含V提高到3％一5％，耐磨性好，適合切削對刀具磨損極大的材料，如纖維、硬橡膠、塑料等，也可用于加工不銹鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。<\/p>

③ 鈷高速鋼。屬含鈷超硬高速鋼，典型牌號，如，W2Mo9Cr4VCo8<\/p>

，(簡稱M42)，有很高的硬度，其硬度可達69-70HRC，適合于加工高強度耐熱鋼、高溫合金、鈦合金等難加工材料，M42可磨削性好，適于制作精密復雜刀具，但不宜在沖擊切削條件下工作。<\/p>

④<\/p>

鋁高速鋼。屬含鋁超硬高速鋼，典型牌號，如，W6Mo5Cr4V2Al，(簡稱501)，6000C時的高溫硬度也達到54HRC，切削性能相當于M42，適宜制造銑刀、鉆頭、鉸刀、齒輪刀具、拉刀等，用于加工合金鋼、不銹鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。<\/p>

⑤<\/p>

氮超硬高速鋼。典型牌號，如，W12M03Cr4V3N，簡稱(V3N)，屬含氮超硬高速鋼，硬度、強度、韌性與M42相當，可作為含鈷高速鋼的替代品，用于低速切削難加工材料和低速高精加工。<\/p>

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