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
Типы чугуна |
Графитовая форма |
Характеристики |
Применение |
Серый чугун |
Листовая |
Легкое литье, плохие сварочные характеристики, хорошее трение и хорошая амортизация |
Шестерня, различные коробки и базы |
Ковкий чугун |
Шаровая |
Высокая прочность и пластичность, склонность к сфероидизации |
Автомобильный коленвал, шатун двигателя внутреннего сгорания |
Чугун с вермикулярным |
Червеобразная |
Хорошие характеристики литья, высокая прочность и ударная вязкость, износостойкость |
Автомобильный двигатель, тормозной диск, головка цилиндра дизельного двигателя |
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.
CBN/DIA сверхтвердый абразив
Улучшает эффективность шлифования на новый уровеньPCD алмазный композитный лист
Улучшает комплексное конкурентное преимущество производителей инструментовPCBN пластины
Эффективность и срок службы резания значительно улучшаетЛабораторно выращенный алмаз HPHT
Защита окружающей среды и создание искусства и красоты с помощью технологий - это неустанное стремление компании Funik