通过认识泰珂洛的CBN优质产品揭开CBN加工知识的神秘面纱
用泰珂洛的优质车削产品进入CBN加工世界。本文解释了立方氮化硼（CBN）的基本原理，展示了影响刀具性能的复杂技术，并提供了泰珂洛在选择正确的CBN解决方案方面的见解。了解立方氮化硼技术的最新趋势，以获得更高的性能和生产率。
目录
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什么是 CBN？
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CBN 的物理特性及其作为刀具材料的特点
- CBN 性能及其影响
- CBN 含量及其与耐磨性和抗崩损性的关系
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利用泰珂洛最新的刀具形状提高加工性能
- 独特的钎焊技术：波浪形连接
- 刀刃处理（研磨）
- 泰珂洛强断屑系列
- 泰珂洛独特的外周几何刀片： GNGA/FNGA/YNGA
- 用于内圆车削的 MiniForce-Turn CBN 系列
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泰珂洛CBN材质及其特性
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有关 CBN 加工的问题或疑问？
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什么是CBN?
随着汽车、航空航天、石油天然气和医疗等各行各业技术的进步，具有卓越耐热性和耐磨性的材料应运而生。这些尖端材料提高了材料的耐用性，但也给加工带来了更大的挑战。
一般来说，切削工具的硬度要求是被切削材料硬度的三倍。因此，在加工 700Hv 左右的高硬度钢时，切削工具的硬度必须至少达到 2100Hv。普通硬质切削刀具和刀片的硬度为 1500Hv，不足以加工此类高硬度材料。
泰珂洛是少数几家能够在内部生产烧结CBN（立方氮化硼）（也称立方晶体氮化硼）的公司之一。这种材料是在极高的压力和温度下，将硼和氮的化合物与其他粘合材料一起压缩形成的。它是人类已知的第二硬材料，仅次于金刚石，硬度超过 7000Hv，热导率极高。CBN 在高硬度钢、烧结材料、铸铁和铬镍铁合金的高速加工中起着至关重要的作用。
CBN 的物理特性及其作为刀具材料的特点
CBN 性能及其影响
属性 |
效果 |
|---|---|
| 硬度仅次于金刚石 | 耐磨性极佳，适用于 58HRc 以上淬硬钢的高速加工。还适用于含有磨料颗粒的铸铁和烧结材料，与硬质金属相比，可延长刀具寿命。 |
| 卓越的耐热性 – 高导热性 | 高导热性确保了切削刃的有效散热，这对加工淬火钢和铬镍铁合金等硬质材料至关重要。 |
| 高温下具有出色的化学稳定性 | 显著减少高温下化学反应造成的月牙洼磨损 |
CBN 含量及其与耐磨性和抗崩损性的关系
CBN 含量（vol. %）对工具性能特征起着重要作用。CBN材质是通过将CBN颗粒与陶瓷或硬质合金粘合剂混合而制成的。泰珂洛提供一系列 CBN 材质，CBN 含量从 45% 到 95% 不等。
筛选标准：
- CBN 含量可提高耐磨性
- CBN 含量越高，抗崩损性能越好
CBN 含量越低，材质的耐磨性就越强；CBN 含量越高，在车削淬火钢时，材质的抗崩损性就越强。
利用泰珂洛最新刀具形状提高加工性能
虽然 CBN 材质本身的性能很重要，但泰珂洛也注重 CBN 刀具形状的开发。了解这些最新技术的优势并为每种加工工艺选择合适的刀具，可以延长刀具寿命、降低刀具成本并提高加工效率。
独特的钎焊技术: 波浪形连接
泰珂洛波浪形连接的要点
1. 接合强度高
CBN 针尖的传统钎焊方法是在扁平针尖的底面和侧面进行接合。相比之下， “波浪形连接” 技术可形成波浪形，使钎焊面积增加一倍，从而提高接合强度。
提高接合强度的好处：
- 提高高深度切削加工时的稳定性
- 在通常涉及重复应力的断续加工过程中提高耐用性
2. 高导热性
为了控制加工淬硬钢时产生的高热，CBN 刀片需要高效冷却。CBN 的高导热性（比硬金属高四倍）是关键所在。与传统方法相比， “波浪形连接” 技术使 CBN 的体积增加了一倍，从而提高了散热效果。这对于在高速、深度切削过程中减少磨损和延长刀具寿命至关重要。
改进散热的好处：
- 有效散去高速加工过程中产生的切削热，减少月牙洼磨损，延长刀具寿命。
- 连接强度的增加还有助于提高高速和高深度切削条件下的稳定性，从而提高加工效率。
刀刃处理（研磨）
CBN 刀片的研磨在提高切削性能和耐用性方面起着至关重要的作用。通过在切削刃附近形成一个钝面（称为负面），研磨可强化刃口，这一过程有时被称为 “刃口切削”。尽管 CBN 的硬度很高，但由于抗崩裂性能较差，因此比硬质合金更容易切屑。为了解决这个问题，与硬质合金刀片相比，通常采用较大的研磨量。泰珂洛提供一系列研磨规格，包括不同宽度和角度的阴角，以满足特定的加工需求，确保最佳性能。
■研磨规格选择指南
■切削阻力比较
■连续加工过程中的耐磨性
■断续加工过程中的抗崩损性
■负倒棱宽度和角度对耐磨性的影响
■负倒棱宽度对月牙洼磨损的影响。
随着加工技术的进步，特别是硬质材料激光加工技术的发展，现在可以在 CBN 刀片上加工出复杂的三维断屑槽几何形状。这些断屑槽可加强切屑控制，实现以前使用 CBN 时难以实现的角度。由于切屑控制不佳或工件刚度较低，在加工过程中容易造成机床停机或振动，在这种情况下，建议使用带断屑槽的 CBN 刀片。
CBN 刀片通常用于加工淬硬钢部件，如汽车变速箱部件。然而，切屑可能会缠绕在刀片和工件之间，导致潜在的损坏和刀片失效，尤其是在法兰附近或端面加工时。为解决这一问题，泰珂洛提供了转角半径更小的刀片，增加了间隙，降低了切屑缠绕的风险。
GNGA/FNGA/YNGA 刀片的特点：
- 刀片独特的转角小于 ISO 标准几何形状
- 转角小，确保切削刃与工件材料之间有更大的间隙，减少切屑缠绕
- 尽管标准独特，但这些刀片与现有刀杆（CNGA/DNGA/VNGA）兼容，无需更换刀杆
- 有效解决刀片因切屑缠绕而造成的表面损坏或寿命缩短问题
GNGA 刀片使排屑顺畅，防止粘刀，提高表面光洁度，最大限度地减少切屑。
断续车削中的切屑控制
GNGA 型 – 刀尖角: 70°
CNGA 型 – 刀尖角: 80°
切屑缠绕造成刀片损坏的实例
- 将切屑痕迹与实际切割深度进行比较，以识别潜在的切屑缠结问题
- 如果痕迹超过实际深度，就有可能出现切屑缠绕的情况
GNGA（70°）和 CNGA（80°）刀片损坏情况比较
- 减少切屑缠绕有助于最大限度地减少刀片的异常磨损
MiniForce-Turn, 是泰珂洛的专用内圆车刀系列，以其独特的刀片设计而闻名。在MiniForce-Turn系列中，集成了CBN刀片，可在CBN加工应用中发挥多角优势。这些刀具具有专为内圆车削加工定制的刀片形状，提供双面六角刀片，具有卓越的成本效益。尽管采用了双面配置，但刀片的设计和排列确保了与单面刀片相当的切削阻力。值得注意的是，从常用的单面刀片过渡到双面刀片可以大大节约成本。此外，配备断屑槽的刀片经过精心设计，可减轻在淬硬钢材上进行长时间悬伸作业时的振动，从而减少破坏性振动的发生。
