刀具材料--PCBN和PCD进展
PCBN(聚晶立方氮化硼)和PCD(聚晶金刚石)切削刀具的最近进展给不同的行业制造商提供强有力的提高生产率的新动力。如汽车工业运用新的大颗粒整体PCBN刀片使得高效切削难加工合金铸铁成为可能，原先它们只能由磨削完成。
“在最新的整体PCBN材质等级增加颗粒度已经显著改善性能，”底特律山高Carboloy先进材料产品经理David Huddle说，“较大的PCBN颗粒大小改进耐磨性和抗冲击性，这对于大量加工象铁素体含量低于10%的铸铁材料很关键。”Huddle解释道，粗加工这些零件时良好的抗冲击韧性对承受裂纹、砂眼和其它铸造过程留下的缺陷来说很重要。精加工时需要非常好的耐磨性，因为零件含铬量达28~30%而且硬度在洛氏68~72之间。
最新的PCBN刀片还具有更好的可*性和经济性。刀片厚度从传统的3.18毫米加厚到4.76毫米，能安全地安装在有刀垫座的标准硬质合金刀片刀杆上。另外，整体式PCBN结构在双面提供多个切削刃，从而降低分摊到生产每个零件的刀片成本。
除了这种新型的整体式厚刀片，如今的PCBN刀片还有“表面烧结”型和“镶齿”型。表面烧结型是在硬质合金基体上烧结一个完整的PCBN表面。目前使用最多的PCBN刀片是价格比较低廉的镶齿型。这种型式的刀片是在硬质合金刀片的一角镶焊一小片PCBN，一般提供一至两个切削刃。表面烧结型和镶齿型都符合工业标准规格。和最新的整体式刀片一样，它们可以安装在标准硬质合金刀杆和铣刀盘的刀座上。
切削条件和参数
根据Carboloy的Huddle，用PCBN切削硬零件最适于合洛氏硬度值45以上的零件。‘那是业内大多数人认可的实际操作中的下限，’他说。‘我们不去说你不能用PCBN加工较低硬度的零件，但在那些应用里前刀面月牙洼磨损是个问题。’
PCBN粗加工时，使用刀片的最大切深范围是：白口铸铁和其它硬的高铬铸铁约4.76毫米，不含铬的‘清洁’铸铁最多为6.35毫米。精加工的线速度范围从加工高铬铸铁的每分钟105~120米高到加工灰铸铁的每分钟2100米。Huddle强调，对于所有的PCBN加工一定要有坚固的配置。‘通常包括刀具本身、工夹具、机床主轴和机床本身。’
Huddle说，合适的PCBN精加工速度会依工件材料、材料硬度和零件尺寸形状不同而有戏剧性地变化。‘加工洛氏硬度范围60~62的淬硬钢时，在切深为0.5毫米条件下线速度可达每分钟180米’他建议。‘在进给量从每转0.05到0.1毫米范围时，通常能得到小于的0.3微米的很好的光洁度。在加工稍硬的材料时，可以切得更快些，但即使那样，上限大约是线速度每分钟200米。高于这个速度磨损会加剧。显然，加工普通铸铁时的切削速度能快很多。 |
