摘要 PCBN刀具高速切削鑄鐵時主要發(fā)生化學磨損,導致前刀面出現月牙洼磨損。試驗證明,通過改變CBN含量和刀具幾何參數,以降低切削溫度和減小切屑接觸長度(時間),可減小化學磨損速率,避免...
PCBN刀具高速切削鑄鐵時主要發(fā)生化學磨損,導致前刀面出現月牙洼磨損。試驗證明,通過改變CBN含量和刀具幾何參數,以降低切削溫度和減小切屑接觸長度(時間),可減小化學磨損速率,避免前刀面月牙洼磨損。一般認為,CBN刀具的磨損是由于切削過程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關化學元素與之發(fā)生粘結、親和而引起的,即其磨損機制主要包括: ?、傺趸p和相變磨損。CBN刀具高速切削時的平均切削溫度可達1000~1200℃,在此高溫下,即使在常壓和空氣氣氛中也足以使CBN刀具刀尖區(qū)產生氧化、放氮甚至相變。而CBN刀具一經氧化和相變即會喪失其切削能力。
?、谡辰Y磨損。在一定壓力和高溫條件下,刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出,雙方均不斷裸露出新的表面。盡管CBN對Fe族元素有較高化學惰性,但對其它元素并非如此,當條件適合時,會使CBN活性增加、惰性降低,隨著與合金元素的親和傾向不斷增加,將導致出現粘結磨損。這種磨損一般表現為微粒脫落,當刀尖區(qū)溫度高達1200℃左右時,局部CBN顆粒將呈現“半熔化”狀態(tài),從而使粘結磨損大大加劇。
?、勰Σ聊p。工件與刀具之間的高速相對運動會使CBN刀具發(fā)生摩擦磨損。
?、茴w粒剝落與微崩刃。由于CBN刀具是由無數細小的CBN顆粒構成,顆粒之間呈晶界間的精細裂紋連接,且存在不均勻的內應力,因此當高溫切屑流摩擦刮研CBN刀尖時,會因工件材料硬度不均或存在硬質點所產生的微沖擊而造成CBN顆粒脫落或產生微崩刃。 造成CBN刀具磨損的上述多種因素并非只是獨立存在、單獨作用,而是相互影響、共同加劇,如氧化磨損和相變磨損必然伴隨著粘結磨損,并出現摩擦磨損、剝落磨損和微崩磨損。