¿Cuáles son las diferencias entre las herramientas cerámicas y las herramientas de nitruro de boro cúbico y sus materiales de procesamiento aplicables?
1. Tipos y Desarrollo de Herramientas Cerámicas
Tipos y Desarrollo de Herramientas Cerámicas: La línea de desarrollo más obvia de las herramientas cerámicas es el aumento secuencial de la dureza de la hoja: herramientas cerámicas de alúmina-composite. alúmina Herramientas de corte cerámico - herramientas de corte cerámico de nitruro de silicio - herramientas de corte de nitruro de boro cúbico.
En el campo del corte de metales, las herramientas cerámicas de alúmina y las herramientas cerámicas de nitruro de silicio se denominan colectivamente herramientas cerámicas; en la ciencia de materiales inorgánicos no metálicos, el nitruro de boro cúbico pertenece a los materiales cerámicos y la llegada del boro cúbico. herramientas de nitruro Es una revolución en los cuchillos cerámicos. Como uno de los primeros institutos de investigación en China en estudiar herramientas de corte de nitruro de boro cúbico policristalino, el Instituto de Materiales de Henan lanzó recientemente herramientas de corte de cerámica sinterizada con nitruro de boro puro, que han mejorado significativamente su tenacidad y resistencia al desgaste.
2. Rendimiento de las herramientas de corte cerámico y su aplicación en el corte de metales.
En comparación con las plaquitas de carburo, las herramientas de corte de cerámica pueden soportar altas temperaturas de 2000 °C, mientras que el carburo se ablanda a 800 °C. Por lo tanto, las herramientas cerámicas tienen una mejor estabilidad química a altas temperaturas y pueden cortar a altas velocidades. Sin embargo, la desventaja es que la resistencia y tenacidad de las herramientas cerámicas de alúmina son muy bajas y fáciles de romper. Dado que las herramientas de corte de cerámica son resistentes a altas temperaturas, son más propicias para cortes a altas temperaturas y alta velocidad. Debido a la baja conductividad térmica de la cerámica, la alta temperatura se produce solo en la punta de la herramienta y el calor generado por el corte a alta velocidad se elimina con las virutas. Por lo tanto, la mayoría de los investigadores creen que si las herramientas de cerámica de alúmina pueden cortar en una velocidad lineal 10 veces mayor que la del corte con carburo cementado, cerámica Sólo así se podrán revelar realmente las ventajas de las herramientas de corte.
Para reducir la susceptibilidad de las herramientas cerámicas a la rotura, se añade óxido de circonio o una mezcla de carburo de titanio y nitruro de titanio en un intento de aumentar su tenacidad y resistencia al impacto. A pesar de estos aditivos, las herramientas de corte cerámicas son mucho menos resistentes que las plaquitas de carburo.
Otra forma de mejorar la tenacidad de las herramientas cerámicas de alúmina es añadir estructura cristalina o bigotes de carburo de silicio al material. Estos bigotes especiales tienen un diámetro medio de sólo 1 nanómetro y una longitud de 20 micras, lo que aumenta considerablemente la dureza, resistencia y resistencia al choque térmico de la cerámica. Limitado por su resistencia al impacto, se ha utilizado en el campo del acabado.
Al igual que las herramientas de cerámica de alúmina, las herramientas de cerámica de nitruro de silicio tienen una dureza térmica mayor que las inserciones de carburo. Su resistencia a altas temperaturas y resistencia al impacto mecánico también son buenas. La desventaja frente a las herramientas de cerámica de alúmina es una estabilidad química insuficiente al mecanizar acero. Sin embargo, el hierro fundido gris se puede mecanizar con herramientas cerámicas de nitruro de silicio a velocidades de 1450 pies/min o más.
Mecanizado de materiales adecuados para herramientas de corte cerámicas: Las herramientas de corte cerámicas no se pueden utilizar para procesar aluminio, pero son especialmente adecuadas para fundición gris, fundición dúctil, acero templado y algunos aceros no templados y aleaciones resistentes al calor. . Sin embargo, para estos materiales, la aplicación exitosa de herramientas cerámicas requiere garantizar la apariencia y la calidad microscópica del filo, así como parámetros de corte óptimos.
3. Rendimiento y aplicación de las herramientas de corte de nitruro de boro cúbico
La dureza de las herramientas de corte de nitruro de boro cúbico es mucho mayor que la de las herramientas de corte de cerámica. Las herramientas de corte de nitruro de boro cúbico se denominan materiales junto con el diamante debido a su alta dureza y a menudo se utilizan para procesar materiales con una dureza superior a RC48. Tiene una excelente dureza a altas temperaturas, hasta 2000°C. Aunque es más frágil que las herramientas de carburo, su resistencia al impacto y a la rotura son significativamente mayores que las de las herramientas de cerámica. Actualmente, las herramientas de nitruro de boro cúbico (CBN) son los materiales para herramientas más resistentes al desgaste en el campo del procesamiento de metales ferrosos. La práctica ha demostrado que la vida útil de las herramientas de corte CBN es generalmente varias o decenas de veces mayor que la de las plaquitas de carburo y las herramientas de corte de cerámica. Por ejemplo, cuando se utilizan herramientas de corte de nitruro de boro cúbico BN-S30 para procesar discos de freno hechos de hierro gris, la velocidad lineal de corte es de 600 M/min, que es 2 veces mayor que la de las hojas de carburo y de 6 a 12 veces más larga que la de desbaste. Y con el progreso de la investigación, las herramientas de CBN se pueden adaptar al procesamiento de diversos materiales complejos de alta dureza y pueden procesar carburo de tungsteno con una dureza superior a HRC70.
Además, algunas herramientas especiales de nitruro de boro cúbico (como las marcas BN-S10, BN-S20) pueden soportar la carga de viruta del desbaste de márgenes grandes y pueden soportar el impacto y el acabado del corte interrumpido. puede cumplir con los requisitos del mecanizado en desbaste de acero endurecido y otros materiales difíciles de mecanizar con herramientas de nitruro de boro cúbico sin reducir el desgaste ni el calor de corte.
La marca BN-K1 de la serie HLCBN se utiliza ampliamente en el procesamiento de metales de piezas fundidas de alta dureza resistentes al desgaste, como maquinaria de minería y rodillos metalúrgicos, debido a su excelente tenacidad al impacto.
Cuchillas sinterizadas de nitruro de boro puro: El último resultado de la investigación son cuchillas fabricadas con material de nitruro de boro puro, con un contenido de CBN del 100%. Las herramientas cerámicas de nitruro de boro formadas por sinterización pura tienen una alta relación de dureza y conductividad térmica. Al cortar materiales metálicos ferrosos de alta dureza, no se producirán grietas térmicas ni fragmentaciones comunes en el filo sinterizado con CBN que contiene otros aglutinantes. la vida útil de las herramientas cerámicas de nitruro de boro se puede ampliar más de 6 veces.
Las herramientas de corte de nitruro de boro cúbico son adecuadas para procesar materiales: fundición gris, diversas fundiciones resistentes al desgaste, aceros fundidos, materiales de alta dureza (como acero endurecido para herramientas de trabajo en frío, acero de alta velocidad, acero para rodamientos, acero pulvimetalúrgico, acero de alta resistencia, acero con alto contenido de manganeso, hierro fundido con alto contenido de cromo, hierro fundido blanco, hierro austenítico, carburo, etc.).
4. herramientas de nitruro<. /p>
Aunque el nitruro de boro cúbico pertenece a la categoría de cerámica en la ciencia de materiales, debido a las diferentes propiedades del CBN, el pecado, el Al2O3 y el SiN, la tenacidad y dureza de las herramientas cerámicas no son tan buenas. como herramientas cúbicas de nitruro de boro. Por lo tanto, dependiendo de la diferencia de dureza y tenacidad, las herramientas cerámicas son una mejor opción al cortar piezas de acero endurecido con una dureza inferior a 50 HRC y una profundidad de corte y velocidad de avance pequeñas. Las herramientas de corte de nitruro de boro cúbico son más adecuadas para piezas de trabajo con una dureza superior a 50 HRC. También debe tenerse en cuenta que las herramientas cerámicas y los insertos de nitruro de boro con incrustaciones tradicionales rara vez se utilizan para el mecanizado en desbaste. Solo algunas marcas de insertos de nitruro de boro, como el BN-S20, están calificadas para el mecanizado en desbaste y el corte interrumpido.