国外切削加工用 PCD 与 PCBN 的发展与应用 - PowerPoint PPT Presentation

alina
pcd pcbn n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
国外切削加工用 PCD 与 PCBN 的发展与应用 PowerPoint Presentation
Download Presentation
国外切削加工用 PCD 与 PCBN 的发展与应用

play fullscreen
1 / 52
Download Presentation
国外切削加工用 PCD 与 PCBN 的发展与应用
343 Views
Download Presentation

国外切削加工用 PCD 与 PCBN 的发展与应用

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. 国外切削加工用PCD与PCBN的发展与应用 姜荣超 湖南伏龙江超硬材料有限公司 湖南 长沙 410205 2009.6.28

  2. PCD/PCBN刀具市场的发展 • 由磨削至车削,以车代磨的发展,是促使PCD/PCBN市场发展的潜力。 • 汽车工业、航天航空、机械制造业的发展,在不久的将来中国将会成为PCD/PCBN工具最大的消耗国之一。 • 高速、高效切削,干式切削是PCD/PCBN最主要的市场需要。 • 材料、刀具设计和切削工艺的发展将促使PCD/PCBN刀具的发展。

  3. PCD刀具世界市场的分布

  4. PCD刀具市场的增长 • 2006年全球使用PCD刀具市场为490M美元。

  5. PCBN工具的应用

  6. PCBN刀具市场发展趋势 • 高效、高速、高精密切削加工促使PCBN刀具发展。 • 2007年全球市场估计为300M美元。

  7. 元素6公司PCD刀具复合片性能与用途

  8. PCD品种显微结构

  9. 不同公司生产的PCD刀具材料比较

  10. 元素六公司PCBN刀具材料性能与特点

  11. PCBN品种的显微结构

  12. PDC刀具的应用(DI公司)

  13. PCBN刀具的应用(DI公司)

  14. 不同材料PCD刀具的切削速度

  15. 典型的PCBN刀具工作参数

  16. 刀具耐磨性与强度的关系

  17. PCD/PCBN刀具制造工艺流程

  18. 金刚石转变为PCD的原理

  19. 典型HPHT烧结原理

  20. 生产PCD/PCBN的压机类型 • 六面顶压机(中国,美国) 两面顶压机(欧美、韩、日本) • 两面顶凹砧式(俄罗斯、乌克兰) BARS压机(俄罗斯)

  21. 六面顶与两面顶压机的比较 • 两面顶的优势 • 1、可生产更大直径PCD/PCBN复合片。Φ50,φ60,φ70-74,φ101.5mm。 • 2、可生产超细粒度的PCD/PCBN。

  22. 大直径复合片,可高效率加工刀具,节约材料与成本,控制刀具的质量大直径复合片,可高效率加工刀具,节约材料与成本,控制刀具的质量

  23. 元素6公司研制PCD1(CTM302)和PCD6(CMX850) • 采取下列措施: • 1、采取双峰值与多峰值粒度分布; • 2、提高装填密度,提高耐磨性; • 加工18%SiAl合金PCD耐磨性比较(a) 表面光洁度比较(b)

  24. 美国DI公司(Diamond Innovations)研制Compax 1800 PCD。 • 1、金刚石粒度25μm/4μm,采用双峰值粒度分布。 • 2、金刚石含量最高达94%。 • 3、显微结构非常紧密,具有良好的耐磨性,抗冲击强度,表面光洁度。

  25. 美国Megadiamond公司研制新型中粒度PCD AMX,以满足高速铣削加工硅铝合金的要求 • 1、严格控制金刚石粒度分布; • 2、添加微量增韧剂; • 3、将Co的预混与浸润相结合,使Co均匀弥散在金属相中。 • 4、增加装填密度,使D/D接触最大化。 • 5、控制好氧含量。 • 6、采用HSC HP/HT烧结工艺,活化金刚石表面,提高其润湿性,促进与强化金刚石晶体之间的键接,减少烧结体的收缩与残余应力。

  26. 金刚石粒度的作用

  27. 合成效果 • 1、金属第二相分布更均匀; • 2、显微结构更均匀。 • 原中粒度复合片 新型AMX复合片 • 显微结构比较

  28. 3、抗弯强度提高 • 4、电火花线切割性能更好

  29. 现场试验表明 • 5、表面光结度更好 • 6、每个刀片加工数量提高

  30. 韩国日进公司:CBN低含量PCBN刀具的研究高、低含量CBN的PCBN刀具对比韩国日进公司:CBN低含量PCBN刀具的研究高、低含量CBN的PCBN刀具对比

  31. 韩国日进公司:提高PCBN刀具的耐磨性,热稳性和冲击韧性,改进CBN低含量PCBN刀具刀刃快速磨损与破裂。韩国日进公司:提高PCBN刀具的耐磨性,热稳性和冲击韧性,改进CBN低含量PCBN刀具刀刃快速磨损与破裂。 • 普通PCBN 新研制PCBN • 措施: • 1、CBN粒度细化2μm; • 2、完善CBN与Ti基陶瓷粘结剂相互的弥散 • 3、采用日进公司特有的HP/HT合成工艺

  32. 效果: • 1、高速(150m/min)切削HRC58~62淬硬钢,车程5km,耐磨性提高1倍,表面粗糙度质量也提高。

  33. 日本住友电气公司:研制金刚石细粒度,高含量的高横向断裂强度的PCD刀具日本住友电气公司:研制金刚石细粒度,高含量的高横向断裂强度的PCD刀具

  34. 效果:PCD-A的效果 • 1、车削17%Si-Al合金耐磨性最好。 • 2、车削17%Si-Al合金时寿命高。 • 3、铣削12%Si-Al合金时性能最好,刀刃磨损宽度小。 • 4、表面加工SiAl合金时,表面粗糙度最好。

  35. 日本住友电气公司:研制高速高精密加工PCBN刀具日本住友电气公司:研制高速高精密加工PCBN刀具 • 1、刀具上采用TiAlN+TiCN陶瓷涂层。 • 2、刀刃几何设计上采用“Wiper刀面“在高精密切削中可采用更高给进速率。 • 3、为防止刀刃破裂,改善了TiN粘结强度。

  36. 日本佳友公司研制的新PCBN刀具效果 • 1、刀具耐磨性提高 • 2、高给进量车削下刀刃不碎裂 • 3、刀具寿命提高。

  37. 刀具设计

  38. 刀具焊接 • 钎焊方法: • 1、单面加压真空扩散焊:热态真空度>1.3×10-2Pa,10μmNi合金中间层,6800~7500焊接,压力>200MPa。 • 2、热等静压真空扩散焊:瑞士QIH-32热等静压压机,6300C~7300C,150MPa,3小时。 • 3、空气气氛下感应钎焊:钎焊温度:6500-7200,焊料成分:Ag50%,Cu15.5%,Zn15.5%, Ni+Co3% cd16% • 4、气氛保证下的高频感应焊接

  39. 金刚石刀具焊接设备

  40. 刀具的加工与刃磨 • 1、我国迪蒙特佳公司 • BDM-90/精密电火花-机械复合工具磨床,可实现PCD/PCBN高精密加工。

  41. 刀具的加工与刃磨 • 我国迪蒙特佳公司的精密数控电火花成型机床,精密数控电火花切割机床,精密数控铣 床。

  42. 刀具的加工与刃磨 • EWAG瑞士磨床

  43. Vollmer公司刀具的加工与刃磨 • 激光切割PCD刀片

  44. 激光切割质量

  45. 激光切割效果

  46. Vollmer公司QWD750H型电磨蚀机床(wire erosion muchine)

  47. Vollmar公司PCD/PCBN磨床

  48. PCD/PCBN的加工设备

  49. PCD刀具的应用(实例)

  50. PCBN刀具的应用(实例) 注:R——粗车 f——精车