Ислледование износа того,что PCBN режущий инструмент для резки различных чугунных материалов

Высокая твердость, хорошая износостойкость и химическая стабильность поликристаллических режущих инструментов из сверхтвердых материалов с кубическим нитридом бора (PCBN) все шире используются в автомобильной промышленности. Обобщите и проанализируйте состояние исследований отечественных и зарубежных ученых с использованием инструментов из сверхтвердых материалов PCBN для обработки серого чугуна, ковкого чугуна и чугуна с вермикулярным графитом.В основном анализируется механизм износа инструментов из сверхтвердых материалов из PCBN при резке трех видов чугуна с учетом аспектов инструментальных материалов, параметров процесса, материалов заготовки, условий резания и методов обработки и в заключение , суммируется ситуация износа инструмента при резке различных типов чугунных материалов.

1. Классификация чугуна

В настоящее время чугун, обычно используемый в области производства автомобильных двигателей, в основном включает серый чугун, чугун с шаровидным графитом и чугун с вермикулярным графитом, а их структурные свойства и характеристики применения показаны в таблице 1. Форма графита, состав матрицы и содержание различных химических элементов в различных типах чугунных материалов определяют их различное использование, а также влияют на производительность обработки отливок из этого материала.

Таблица 1 Свойства и использование различных чугунных материалов

2. Износ инструментов PCBN для резки железного материала

Инструменты PCBN подходят для высокоскоростной сухой резки серого чугуна. Факторами, влияющими на износ инструментов PCBN, являются, главным образом, содержание CBN в инструменте, тип связующего, режущие и геометрические параметры инструмента и материал заготовки.

Обработка серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом, исследования показывают, что при обработке одного и того же участка серого чугуна, инструменты PCBN с высоким содержанием (> 90%) изнашиваются меньше, чем инструменты PCBN с низким содержанием (<75%),Это связано с тем, что инструменты с высоким содержанием CBN имеют более высокую твердость, лучшую износостойкость и длительный срок службы, а исследования показали, что скорость резания оказывает большое влияние на механизм износа инструментов. В основном, когда скорость резания превышает 150 м / мин, диффузионный износ и химический износ являются основными.Чугун с вермикулярным графитом представляет собой трудный для обработки материал, основная причина в том, что температура режущей кромки при резке чугуна с вермикулярным графитом выше, чем у обработанного серого чугуна, а элемент серы серьезно теряется при производстве чугуна с вермикулярным графитом.Следовательно, слой MnS, который может защитить инструмент PCBN во время обработки серого чугуна, не может быть сформирован, что приводит к сильному химическому износу во время резки и сокращению срока службы инструмента. Кроме того, высокое содержание Ti в чугуне с вермикулярным графитом также является причиной серьезного износа инструмента, а высокая твердость Ti или его соединений в заготовке увеличивает абразивный износ инструмента.

Хотя механизм износа инструмента при резке различных чугунных материалов примерно одинаков, например износ связующего, диффузионный износ и химический износ, но ситуация с износом инструмента сильно отличается. При резке серого чугуна с высоким содержанием феррита инструменты PCBN ,имеют тенденцию образовывать серповидные воронки на поверхности граблей, и на режущей кромке будет много трещин от тепловых напряжений.При резке чугуна с шаровидным графитом ,инструмент подвержен растрескиванию под воздействием силы удара, а также будут возникать серповидные кратеры из-за износа сцепления.При резке чугуна с вермикулярным отверстием, из-за влияния элемента Ti в чугуне и при этом трудно сформировать смазочную пленку MnS, износ инструмента является более серьезным, главным образом химический износ, такой как окисление и диффузионный износ.В настоящее время PCBN, режущий чугун с вермикулярным графитом, не идеален, необходимы производить глубокие исследования для материалов инструмента, технологии резки и механизма износа.