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华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工粉末冶金零件的效果

发布日期:2015-03-25 11:34:09

导读:

一、粉末冶金的含义
    粉末冶金(PM)是将金属粉末与金属粉末或金属粉末与非金属粉末按需要的比例混合后在模腔内压制成型,然后经过烧结和精整成为粉末冶金机械零件的工艺。粉末冶金工艺制造的零件有许多重要独特的优点,不仅能降低成本、改进使用性能,而且减轻零件的重量及保护环境。
二、粉末冶金的特性
    (1)粉末冶金技术可以大限度减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。(2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列具有优异的电学、磁学、光学和力学性能的高性能非平衡材料;(3)可以很容易地实现多种类型的复合,并且充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。(4)可以生产普通熔炼法无法生产的有特殊结构和性能的材料和制品;(5)可以实现自动化生产(批量),从而可以有效地降低生产的资源和能源消耗。(6)是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。所以广泛应用于交通、纺织机械,电动工具,五金工具,电器、工程机械等行业。
    其中多孔结构是粉末冶金零件得到广泛应用的特性之一。包括可加工性在内的粉末冶金零件的大部分性能不仅与其合金化学成分相关,而且和多孔结构的孔隙度相关。
三、粉末冶金零件难加工的原因
    虽粉末冶金零件只需少量的加工,但是加工粉末冶金零件是极其困难的,这主要是由于粉末冶金材料的多孔性结构引起的。
    多孔性会致使(1)切削刃不耐磨;(2)切削刃温度高,引起刀片磨损和变形;(3)内在的多孔结构引起表面面积增加,使热处理时发生氧化或碳化,并且这些氧化物和碳化物很硬很耐磨;(4)由于孔隙的存在,在较小的面积内硬度值也有一定的波动。测得的宏观硬度虽为HRC20-35 ,但组成零件的颗粒硬度会高达HRC60 ,这些硬颗粒会导致严重而急剧的刃口磨损;(5)很多粉末冶金零件热处理后更硬,强度更高。(6)零件里可能会有掺夹杂物的存在。这些问题都会称为 粉末冶金零件难加工的问题。
四、加工粉末冶金零件的刀具材料
    目前。加工粉末冶金零件的刀具材料有三种:硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具,如果在数控车床上面加工粉末冶金零件,一般会选择陶瓷刀具和立方氮化硼刀具,硬质合金刀具一般不耐磨。陶瓷刀具和立方氮化硼刀具在加工粉末冶金时,一般是精加工工序,客户可根据实际情况和刀具使用的经济性具体选择,如余量大的情况下,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具加工易崩刀,针对以上情况,华菱超硬研制出可大余量加工粉末冶金零件的立方氮化硼刀具BN-S20牌号。
    华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号与传统立方氮化硼刀具的不同之处在于:BN-S20牌号属于非金属粘合剂立方氮化硼刀具,不仅硬度高,耐磨性好,而且具有强的抗冲击性能。可大余量加工,高速加工粉末冶金零件。
    华菱超硬除了研制除了大余量加工粉末冶金零件的刀具,还研制除了立方氮化硼刀具BN-K20牌号和立方氮化硼刀具BN-S50牌号,这两种刀具加工粉末冶金主要是精加工工序,有效提高了加工效率,降低了加工成本。
    下面简单介绍一下华菱超硬立方氮化硼刀具加工粉末冶金的切削参数。
五、华菱超硬立方氮化硼刀具加工粉末冶金的切削参数及加工案例
华菱超硬刀具加工粉末冶金的刀具牌号及切削参数

粉末冶金参数.jpg
(1)华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K20牌号加工粉末冶金零件案例:
        加工材料:粉末金属,烧结
        硬度:宏观硬度:HRC40,颗粒硬度HRC62
        加工工序: 端面车削,干式加工
        刀片牌号:BN-K20 CCGW09T304S01020
        切削参数:ap=0.35mm;
                  Fr=0.15mm/r;
                  Vc=150m/min
    对比结果如下图,表明BN-K20牌号的优势在于抗冲击韧性优异,对比进口PCBN刀片,BN-K20牌号可以在0.5mm左右的切削深度进行切削,减少走刀次数提高加工效率。
粉末冶金B-K20牌号.jpg
(2)华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号大余量加工粉末冶金零件时的案例:
        工件材质:粉末冶金;
        工件直径30mm;
        单边余量4mm;
        所用机床:仪表车床,
        刀具材质:BN-S20牌号,8个刃口的可转位机夹结构刀片,
        切削参数:线速度180m/min; 吃刀深度4mm;进给量0.15-0.3mm/r;
    根据用加工现场对比,BN-S20牌号CBN刀具寿命是硬质合金刀具寿命的25倍,是普通金属基结合剂CBN刀具寿命的4倍。

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