異形刀片的質量受到多種因素的影響,其中燒結過程中各種工藝參數的改變,對異形刀片的質量影響大。粘結劑/催化劑材料、基體材料等組成材料,以及顆粒表面清潔度、顆粒度等都決定了異形刀片的性能。
(1)基體的選擇 由于碳化鎢硬質合金具有較高的硬度,較好的導熱性和韌性,因此多采用含有Co的碳化鎢硬質合金作為PCBN刀片基體。Co作為一種溶劑和粘結劑可以顯著提高CBN的燒結度,增強PCBN的強度[3],但是碳化鎢硬質合金中Co的含量不能過高,否則將影響PCBN刀片的耐磨性,縮短刀具的使用壽命。
(2)CBN晶粒的清潔度與顆粒度 CBN晶粒的表面清潔度將直接影響著PCBN的燒結質量,因此在燒結前都要對CBN晶粒進行嚴格地處理,以去掉晶粒表面的水分及氧化物等雜質。采用的方法主要是在真空或氫氣、氨氣等還原性氣體下加熱1~2個小時。否則過多的雜質會影響CBN-CBN顆粒間及CBN與粘結劑間的粘結,使得PCBN刀片強度減小,耐磨性能降低。
CBN顆粒的大小不但對PCBN刀具的切削表面質量有影響而且對PCBN燒結時粘結劑的燒結能力起到特定的作用。一般來說,CBN顆粒度越小,PCBN刀具切削表面質量越好,刀具抗沖擊能力和耐磨性越好,因此,在加工淬硬鋼并且要求高的表面質量(即實現PCBN刀具的“以車代磨”)時,所采用PCBN刀具中的CBN顆粒應取較小值。但另一方面,由于PCBN刀片的燒結是通過“毛細現象”即各種粘結劑元素滲透到CBN顆粒之間實現的,如果CBN顆粒太小,CBN顆粒間的間隙就會減小,從而使得粘結劑元素的滲透量減小。因此,燒結時CBN顆粒又應選得大一些。綜合考慮以上兩種因素,CBN燒結時應多選擇混合粒度,并根據所選粘結劑粘結能力的不同而確定不同的粒度范圍。
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