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国内水泥混凝土外加剂技术资料
日本技术：由立方氮化硼烧结体制成的工具
来源:国际新技术资料网
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作者:欧阳华
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发布时间: 2014-06-20
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现有技术问题是在将具有高cBN含量的由cBN烧结体制成的工具应用于切削近来具有低延性特性的难削材料时，由于cBN烧结体具有高导热率，因此切削时在加工部位产生的摩擦热会扩散至cBN烧结体。结果，无法在保持高温的同时进行切削，因此切削效率显著降低。这种烧结体具有高导热率，所以通过加工而产生的摩擦热会由cBN烧结体逸出。
由于加工时产生的热无法充分地传导至加工材料，导致无法使加工材料软化，因此会向工具加载负荷，于是即使是强耐崩裂性的由cBN烧结体制成的工具也会发生朋裂。在铁基烧结合金的切削时，由于其低延性，因此在加工材料温度不够高的切削环境下，剪切无法平稳进行，加工面上会产生凹点，因此表面粗糙度可能会变差。当为了改善表面粗糙度而提高切削速度，即加工材料的温度升高时，磨损快速发展，于是无法得到满意的工具寿命。或者，在对以Ni基合金为代表的在高温中硬度极佳的超耐热合金进行剪切时，或者在加工时相应产生的热量流入加工材料中时，加工材料因其在高温时硬度极佳而难以被软化，于是cBN烧结体容易发生崩裂。在塑性加工时由cBN烧结体制成的工具需要更高的性能。就是说，塑性加工时，随着工件的高性能，当对具有高硬度和低延性特性的难加工材料进行塑性加工时，冷锻加工容易使所述工件产生龟裂或断裂等缺陷。因此，只有通过温锻、热锻等将所述工件加热至大于或等于400°C且小于或等于1000°C的温度以使其硬度降低且延性增强，然后才可对其进行塑性加工。然而，采用温锻、热锻等进行塑性加工时，与冷锻加工相比，加工部位产生的摩擦热使得加工部位的温度变得更高，由于此高温的影响而使所述工具被加载负荷，导致该工具的寿命变得极短。利用这种增加和减少cBN颗粒含量的方法，在提高工具的硬度和降低工具的导热率之间需要进行权衡，很难同时得到满足。
鉴于上述技术问题，日本研发一种由立方氮化硼烧结体制成的工具，该工具能够在切削过程中将立方氮化硼烧结体的硬度保持为显著高于加工材料的硬度，既能够保持较低的立方氮化硼烧结体导热率又能够改善工具硬度，在切削和塑性加工的任何应用中均稳定地实现长寿命。能够特别有效地用于铁基烧结合金、难削铸铁、硬化钢等的机械加工，而且也能够适用于除上述材料以外的一般金属的各种加工。
经研究发现在制备cBN烧结体时，通过使cBN成分的含量为大于或等于20体积％且小于或等于98体积％,以及通过将Al、S1、T1、Zr、N1、Mo、Cr等的金属间化合物的超细粉末加入到结合相成分中，则由选自Al、S1、T1、Zr、N1、Mo和Cr所组成的组中的一种或多种元素以及选自N、C、0和B所组成的组中的一种或多种元素构成的化合物可成为用以降低导热率的绝热相，其中所述化合物的平均粒径小于100nm。通过用由金属成分构成的、平均膜厚小于IOOnm的包覆层来包覆具有优异的导热率的cBN颗粒，然后将cBN颗粒与结合相成分混合，由此在烧结过程中该包覆层与N、C、0和B形成金属间化合物。这种金属间化合物起到了防止热传导以及有效降低cBN烧结体的导热率的作用。
该产品详细制造技术工艺配方请见: 《立方氮化硼刀具材料制造技术工艺配方资料汇编》
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