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讲述机用丝锥质量的影响因素

2020-01-08

机用丝锥加工圆柱形和圆锥形内螺纹的标准工具。机用丝锥是一种加工内螺纹的刀具,沿轴向开有沟槽。也叫螺丝攻。丝锥根据其形状分为直槽丝锥螺旋丝锥螺尖丝锥。直槽丝锥加工容易,精度略低,产量较大。一般用于普通车床,钻床及攻丝机的螺纹加工用,切削速度较慢。螺旋槽丝锥多用于数控加工中心钻盲孔用,加工速度较快,精度高,排屑较好、对中性好。螺尖丝锥前部有容削槽,用于通孔的加工。通常,丝锥由工作部分和柄部构成。

PCBN机用丝锥的质量受到多种因素的影响,其中烧结过程中各种工艺参数的改变,对PCBN机用丝锥的质量影响最 大。 粘剂/催化剂材料、基体材料等组成材料,以及颗粒表面清洁度、颗粒度等都决定了PCBN机用丝锥的性能。

CBN晶粒的清洁度与颗粒度:

CBN晶粒的表面清洁度将直接影响着PCBN的烧结质量,因此在烧结前都要对CBN晶粒进行严格地处理,以去掉晶粒表面的水分及氧化物等杂质。采用的方法主要是在真空或氢气、氨气等还原性气体下加热1~2个小时。否则过多的杂质会影响CBN-CBN颗粒间及CBN与粘结剂间的粘结,使得PCBN机用丝锥强度减小,耐磨性能降低。

CBN颗粒的大小不但对PCBN机用丝锥的切削表面质量有影响而且对PCBN烧结时粘结剂的烧结能力起到一定的作用。一般来说,CBN颗粒度越小,PCBN机用丝锥切削表面质量越好,机用丝锥抗冲击能力和耐磨性越好,因此,在加工淬硬钢并且要求高的表面质量(即实现PCBN机用丝锥的“以车代磨”)时,所采用PCBN机用丝锥中的CBN颗粒应取较小值。但另一方面,由于PCBN机用丝锥的烧结是通过“毛细现象”即各种粘结剂元素渗透到CBN颗粒之间实现的,如果CBN颗粒太小,CBN颗粒间的间隙就会减小,从而使得粘结剂元素的渗透量减小。因此,烧结时CBN颗粒又应选得大一些。综合考虑以上两种因素,CBN烧结时应多选择混合粒度,并根据所选粘结剂粘结能力的不同而确定不同的粒度范围。

基体的选择

由于碳化钨硬质合金具有较高的硬度,较好的导热性和韧性,因此多采用含有Co的碳化钨硬质合金作为PCBN机用丝锥基体。Co作为一种溶剂和粘结剂可以显著提高CBN的烧结度,增强PCBN的强度[3],但是碳化钨硬质合金中Co的含量不能过高,否则将影响PCBN机用丝锥的耐磨性,缩短机用丝锥的使用寿命。

CBN晶粒含量

CBN含量对PCBN机用丝锥的硬度、导热性有较大的影响。CBN含量越高,机用丝锥的硬度越高,导热性越好。高含量PCBN机用丝锥(一般CBN含量为80%~90%)是以CBN之间的直接结合为主,具有高硬度和高导热性。这类PCBN机用丝锥适合加工高硬度合金和组织中含有高硬质点的材料,如冷硬铸铁、耐热合金等。目前此类机用丝锥机用丝锥主要有GE公司的BZN6000,Element six公司的AMB90、住友电工公司的BN100、BN600等。低含量PCBN机用丝锥多为陶瓷粘结剂,耐热性好,易于加工淬硬钢(合金钢、轴承钢、模具钢、碳钢等),利用切削区内热滞留高温形成的金属软化效应进行切削。

直槽丝锥

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