嘉禾刀具PCBN異形刀片的研制

從1957年美國GE公司研制出立方氮化硼（CBN）單晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今，經過30多年的發(fā)展，PCBN刀具已逐步趨于成熟。目前PCBN刀具多由PCBN刀片與刀桿或可轉位刀片焊接而成，近年來整體式PCBN刀片種類也越來也多。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN層直接燒結在硬質合金基體上形成的復合整體。這種材料既具有PCBN的高硬度、高熱穩(wěn)定性和高的化學穩(wěn)定性，同時又具有硬質合金強度好、可焊性好的優(yōu)點，使PCBN刀具不僅可切削各種硬度的工件，而且也易于生產。PCBN刀片質量的好壞直接影響著刀具切削性能。 2.1 PCBN刀片的燒結 PCBN刀片的制作方法主要有兩種：一種是一次聚合法，即直接用六方氮化硼（HBN）一次聚合成高密度的燒結體；另一種是二次聚合法，先合成高密度立方氮化硼（CBN），然后再以其為原料經高溫高壓燒結成聚晶立方氮化硼。目前較為普遍的是加入粘結劑的二次聚合法：

（1）加入金屬粘結劑的CBN燒結 金屬粘結劑種類很多，主要有Ni、Co、Ti、Ti-Al等。在燒結溫度下，金屬粘結劑成為液相，液相的出現對CBN燒結有一定的促進作用，燒結可以在稍低的溫度和壓力下進行。另外，由于CBN不溶于金屬粘結劑，不會發(fā)生可以促進收縮和晶體長大的溶解析出過程。在燒結過程中硬質合金中的鈷呈液態(tài)滲入CBN晶界中，將硬質合金與CBN燒結體緊密粘結在一起。采用金屬粘結劑的PCBN刀具的硬度較純CBN燒結的刀具硬度低，但是韌性好。英國Element six 公司的AMB90、美國GE公司的BZN6000以及日本三菱生產的MB710等牌號都是由金屬粘結劑燒結而成。

（2）加入陶瓷粘結劑的CBN燒結 陶瓷粘結劑主要有TiN、TiC、Al2O3等。由于燒結過程中易產生裂紋，因此多在陶瓷粘結劑中加入鐵族元素（鐵、鈷、鎳） 以及Mo或Mo2C等增加陶瓷離子間的強度，起到流體傳壓介質的作用，有利于形成內部無變形的燒結體，鉬等還可以改進陶瓷粒子和鐵元素之間的潤濕性。陶瓷粘結劑PCBN中粘結劑的含量一般較高，韌性較金屬粘結劑刀具差，但其抗高溫性能更好。這類產品有英國Element six公司的DBA80、DBC50，美國GE公司的BZN7000S、BZN8200，日本住友的NBX300、NBX3200等。

（3）純CBN燒結 在CBN聚晶體中也可以不加粘結劑直接燒結而成聚晶立方氮化硼。CBN在燒結時發(fā)生再結晶和晶粒長大過程， 燒結后的CBN多晶體的晶粒已不是原來的CBN單晶體顆粒。這種PCBN刀具耐磨性好，壽命長，但較脆且溫度條件苛刻，難以制成高韌性及大尺寸的刀片。