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新型超硬切割刀具材料氮化碳切削性能的实验研究

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2017-01-20 | 浏览:443次 ]

在机械制造中,刀具材料对刀具切削性能和加工效率与质量,具有决定性的作用。计算机集成先进加工系统的出现,各种难加工材料在不同行业的应用,高速切削和高效切削以及精密加工、绿色制造的不断向前发展,对刀具特别是对刀具材料提出了全新的更高的要求。

自20世纪中期以後,工程材料中不断出现和应用难加工金属和非金属材料。原用的刀具,如高速钢、硬质合金刀具等难以胜任其加工要求,於是超硬刀具材料便应运而生。

最早的超硬刀具材料只有金刚石和立方氮化硼(PCBN)两种。人类从使用天然金刚石开始,後来研制成功人造金刚石和立方氮化硼,这两种材料虽然已得到广泛应用,但因其价格很高,成型和加工?#35745;?#20026;困难,加上金刚石刀具不能加工黑色金属,应用推广受到限制。

新型刀具材料CNx

近年来出现了一种新型刀具材料氮化碳。美国物理学家A.M.Lin和M.L.Cohen用分子工程理论,设计出新型超硬无机化合物CNx。根据体弹模量的计算,这种化合物可以达到接近甚至超过氮化硼和金刚石的硬度。

利用de反应磁控溅射工艺,国内外的物理和材料科技人员能在不同的基体材料上沉积出CNx超硬薄膜。这种薄膜具有高硬度、高耐磨、低摩擦和强导热等性质,而且不与黑色金属产生化学反应。

1.CNx薄膜的机械性能

国内物理学家在高速钢刀具和硬质合金刀具上沉积CNx薄膜,其表面显微硬度经测量为4000?7200HV。可见其硬度已达到立方氮化硼的硬度,但稍低於人造金刚石的硬度。也有人曾用划痕法测量过CNx薄膜涂层的附着力,验证其达到了JB/T8365标准规定。

2.CNx表面涂层刀具的实验

(1)CNx表面涂层高速钢刀具的钻削实验

笔者用?#26412;鼎?0.5mm的M2(W6Mo5Cr4V2)高速钢麻花钻,进行CNx表面涂层,涂层厚度3?5μm。用涂层前後的相同钻头在38CrNi3MoVA(经过调质,硬?#20219;?6?40HRC)高强度钢上钻孔,孔深为12mm。

宝鸡西冶机器制造有限公司(www.gobj.icu

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