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PCBN刀具和材料存在的问题及发展思考
1
作者 王文龙 蒋云振 孟鑫 《超硬材料工程》 2025年第5期49-53,57,共6页
介绍了PCBN刀具和材料在国内的研究和市场现状。经过近50年的发展,PCBN刀具在国内占比7%左右,全球占比6%左右,实际规模与理论预期存在差距,分析其未达到预期的主要原因是PCBN的成型性和可加工性差、生产制造成本高、强度韧性低。提出大... 介绍了PCBN刀具和材料在国内的研究和市场现状。经过近50年的发展,PCBN刀具在国内占比7%左右,全球占比6%左右,实际规模与理论预期存在差距,分析其未达到预期的主要原因是PCBN的成型性和可加工性差、生产制造成本高、强度韧性低。提出大腔体合成技术、更高效先进的PCBN加工技术、高强度高韧性PCBN合成技术及PCBN铣刀是未来PCBN刀具和材料的发展方向。 展开更多
关键词 pcbn刀具 pcbn复合片 pcbn加工 pcbn合成
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TiN-Al体系结合剂配比对PcBN结构和性能的影响
2
作者 汤黎辉 肖长江 +2 位作者 张群飞 郑皓宇 栗正新 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第1期31-36,共6页
为研究TiN-Al体系结合剂配比对PcBN结构和性能的影响,在5.5 GPa、1500℃的条件下制备PcBN。研究发现:结合剂TiN、Al与cBN反应生成BN、TiB_(2)、TiN和AlN 4种物相。随着Al含量的提高,样品中AlN和TiB_(2)成分占比上升,TiN成分占比下降;当... 为研究TiN-Al体系结合剂配比对PcBN结构和性能的影响,在5.5 GPa、1500℃的条件下制备PcBN。研究发现:结合剂TiN、Al与cBN反应生成BN、TiB_(2)、TiN和AlN 4种物相。随着Al含量的提高,样品中AlN和TiB_(2)成分占比上升,TiN成分占比下降;当TiN和Al的质量配比<17∶8时,样品组织内存在大量的孔洞,样品不致密。随着Al含量的提高,孔洞数量减小以至消失,样品组织变得致密;经相对密度、维氏硬度、断裂韧性、耐磨性测试,结合剂中TiN与Al质量配比为9∶16时,PcBN样品组织最为致密,综合性能最好,此时其相对密度、维氏硬度、断裂韧性和磨耗比均达到最大值,分别为99.02%、4664 HV、6.60 MPa·m^(1/2)和7340。 展开更多
关键词 pcbn 高温高压 TiN-Al 配比 综合性能
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PCBN刀具在切削铸造高速钢轧辊中的应用研究
3
作者 胡磊 《现代制造技术与装备》 2025年第10期99-101,共3页
高速钢轧辊以其高硬度、强耐磨性和优异的热稳定性能,广泛应用于现代冶金轧制设备。然而,传统硬质合金或陶瓷刀具在加工过程中常发生严重磨损、崩刃甚至断裂,难以满足切削铸造高速钢轧辊的需要。聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic B... 高速钢轧辊以其高硬度、强耐磨性和优异的热稳定性能,广泛应用于现代冶金轧制设备。然而,传统硬质合金或陶瓷刀具在加工过程中常发生严重磨损、崩刃甚至断裂,难以满足切削铸造高速钢轧辊的需要。聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride,PCBN)刀具作为先进的超硬刀具材料,凭借其卓越的热稳定性、耐磨性和抗冲击能力,为解决切削铸造高速钢轧辊难题提供了有效方案。围绕高速钢轧辊的切削难点,分析PCBN刀具的材料特性及其在高硬度材料加工中的适应性,并明确其应用要点,为解决加工切削铸造高速钢轧辊的技术难题提供参考。 展开更多
关键词 立方氮化硼(pcbn)刀具 高速钢轧辊 切削工艺
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烧结压力对整体PCBN刀具微结构与性能的影响及作用机理 被引量：1
4
作者 邓雯丽 邓福铭 +4 位作者 徐智豪 贺雪花 张鹏 马向东 成少华 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第5期39-43,共5页
将粒度尺寸5μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240s。测得样品的显微硬度为38... 将粒度尺寸5μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240s。测得样品的显微硬度为3897HV5(加载时间15s),磨耗比为8750。SEM、TEM观察和XRD衍射分析表明:提高烧结压力可使CBN颗粒产生一定的塑性流动,抑制烧结过程中CBN颗粒表面逆转成hBN;黏结剂Al可与CBN颗粒表面反应形成中间产物AlN和AlB2,在CBN颗粒之间形成牢固的陶瓷中介结合,并消除CBN烧结过程中残余的hBN,从而提高整体PCBN刀具的性能。 展开更多
关键词 聚晶立方氮化硼(pcbn) 整体pcbn刀具 高压烧结 六方化 微结构
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PCBN刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理 被引量：21
5
作者 吴明阳 赵旭 +3 位作者 计伟 程耀楠 刘利 刘献礼 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期179-186,共8页
高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形... 高温合金被广泛的应用于航空航天工业中,它是一种典型的难加工材料,切削过程刀具磨损严重。PCBN刀具作为一种超硬刀具材料在加工高温合金方面具有较大潜能,但由于PCBN刀具没有断屑槽,故断屑困难。因此研究切削参数以及刀具磨损对切屑形成的影响规律对推进PCBN刀具的应用具有重要的意义。通过试验研究切削参数和刀具磨损对切削力、切屑宏观状态和切屑微观参数(切屑剪切角、切屑厚度、齿高和齿间角)的影响规律。试验结果表明:当切削速度为97 m/min,切削深度为0.1 mm,进给量为0.14 mm/r时,切屑的宏观状态最佳。并根据试验结果,确定了绝热剪切带的位置和两个切屑锯齿形成的关系,进而建立了PCBN刀具切削高温合金GH4169的锯齿形切屑的形成机理模型:当刀具运动到某一点开始出现绝热剪切带,继续运动到下一点,形成一个锯齿,继续运动将出现下一个剪切失稳。 展开更多
关键词 切屑形成机理 GH4169 pcbn刀具 切削力 刀具磨损
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高压冷却下PCBN刀具切削高温合金切屑卷曲折断机理及试验研究 被引量：19
6
作者 吴明阳 赵旭 +3 位作者 陈勇 徐明 程耀楠 李录彬 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期187-192,共6页
高温合金广泛应用于航空航天领域,是一种典型的难加工材料,切削过程中切屑缠绕工件及刀具、不易折断,从而降低刀具寿命和已加工表面质量。PCBN是超硬刀具材料,加工高温合金等高温高强度钢性能优异,但由于刀具材料特性通常采用平前刀面,... 高温合金广泛应用于航空航天领域,是一种典型的难加工材料,切削过程中切屑缠绕工件及刀具、不易折断,从而降低刀具寿命和已加工表面质量。PCBN是超硬刀具材料,加工高温合金等高温高强度钢性能优异,但由于刀具材料特性通常采用平前刀面,因此切削过程中断屑比较困难。高压冷却是金属高效切削加工中一种新型加工技术,可以有效改善断屑性能、提升断屑能力、提高刀具寿命和加工表面质量。目前对高压冷却断屑机理研究较少,且高压冷却切削仿真不易实现,为充分研究高压冷却下高温合金切削加工中的切屑折断机理,通过建立切屑卷曲半径预测模型和断屑模型,进行高压冷却下切屑折断机理研究,主要通过在高压冷却下,对PCBN刀具切削镍基高温合金进行试验研究,研究不同冷却液压力下切屑卷曲半径变化规律,对理论分析结果进行验证。研究结果表明:在高压冷却加工中由于高压冷却液的存在,切屑受到附加冷却液压力影响,使弯矩发生变化,造成切屑卷曲半径减小,最终导致切屑应变增大、切屑易于折断;且由于卷曲半径的改变使极限进给量和极限背吃刀量降低,使高压冷却加工改善断屑性能的效果非常明显。上述研究成果为实现高温合金高压冷却条件下的切削加工奠定了理论基础。 展开更多
关键词 高压冷却 pcbn刀具 切屑折断 高温合金
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PCBN刀具切削淬硬钢GCr15的磨损实验研究 被引量：17
7
作者 曹永泉 张弘弢 +1 位作者 董海 李嫚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第21期2305-2308,共4页
以PCBN刀具切削淬硬轴承钢GCr15为实验对象,对干湿切削条件下的刀具磨损形式、磨损原因及刀具寿命进行了对比实验研究。实验结果表明:干湿切削磨损形式相似,但干切削时前刀面磨损面积较大;磨损机理主要为摩擦磨损、粘结剂磨损、扩散磨... 以PCBN刀具切削淬硬轴承钢GCr15为实验对象,对干湿切削条件下的刀具磨损形式、磨损原因及刀具寿命进行了对比实验研究。实验结果表明:干湿切削磨损形式相似,但干切削时前刀面磨损面积较大;磨损机理主要为摩擦磨损、粘结剂磨损、扩散磨损和氧化磨损;湿切削比干切削的正常磨损时间稍长一些。 展开更多
关键词 pcbn刀具 于切削 月牙洼磨损 崩刃
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PCBN刀具的发展性能及应用 被引量：22
8
作者 刘献礼 肖露 +1 位作者 严复钢 任红丽 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2002年第1期37-39,共3页
从材料性能角度介绍PCBN刀具的特点及应用领域 。
关键词 pcbn刀具 超硬刀具 金属软化效应 多媒体数据库 聚晶立方氮化硼
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PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命 被引量：10
9
作者 刘献礼 肖露 +4 位作者 侯世香 严复钢 李振加 吕子涛 王锡山 《工具技术》 北大核心 2002年第5期3-7,共5页
研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的... 研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。 展开更多
关键词 pcbn刀具 磨损机理 磨损 寿命 干式切削 轴承钢
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PCBN刀具高速切削镍基高温合金GH4169的有限元模拟 被引量：11
10
作者 胡自化 李畅 +2 位作者 杨志平 罗胜 陈小告 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期117-121,共5页
采用PCBN刀具对镍基高温合金GH4169进行了高速切削试验,通过正交试验分析了切削速度、切削深度、进给量对切削力的影响规律,在试验基础上利用多元线性回归分析基于最小二乘法建立了切削力的预测模型;基于Deform-3D软件建立了高速切削的... 采用PCBN刀具对镍基高温合金GH4169进行了高速切削试验,通过正交试验分析了切削速度、切削深度、进给量对切削力的影响规律,在试验基础上利用多元线性回归分析基于最小二乘法建立了切削力的预测模型;基于Deform-3D软件建立了高速切削的有限元模型,对切削过程进行有限元模拟,得到了切削力、切削温度和应力场的分布;以切削力为指标对有限元模型进行了验证。结果表明:切削力随切削速度的增大而先增大后减小,随切削深度、进给量的增加而增大;回归分析显著性检验结果证明所建立的模型能对切削力进行有效预测,三向切削力模拟的综合平均偏差小于15%,验证了有限元模型的正确性和有效性。 展开更多
关键词 镍基高温合金 聚晶立方氮化硼(pcbn)刀具 高速切削 有限元模拟
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PCBN刀具切削GH706磨损特征研究 被引量：13
11
作者 计伟 刘献礼 +2 位作者 范梦超 尤海燕 李瀚洋 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期37-44,共8页
本文中采用PCBN刀具对镍基高温合金GH706车削试验研究刀具磨损并对比刀具材料.首先观察PCBN刀具的磨损形貌,根据其位置、形态等特点进行分类,分别为主切削刃边缘崩刃、主切削刃微崩刃及后刀面磨损、主副切削刃交界后刀面磨损、副切削刃... 本文中采用PCBN刀具对镍基高温合金GH706车削试验研究刀具磨损并对比刀具材料.首先观察PCBN刀具的磨损形貌,根据其位置、形态等特点进行分类,分别为主切削刃边缘崩刃、主切削刃微崩刃及后刀面磨损、主副切削刃交界后刀面磨损、副切削刃微崩刃及副后刀面磨损等,从而将PCBN刀具磨损形式进行全新的定义,并根据刀具、工件属性以及切削过程刀-屑-工件相互作用特点,分析了不同类型磨损形成的原因.然后研究刀具磨损形貌随切削进程的变化规律,揭示了PCBN刀具切削GH706的失效历程.最后对比了5种不同PCBN材料的刀具的前、后刀面磨损状态,得到了CBN含量、结合剂种类对刀具磨损的影响规律,为高效切削镍基高温合金用PCBN刀具设计及应用提供技术指导. 展开更多
关键词 pcbn刀具 高温合金 磨损形式 磨损过程 CBN含量 结合剂
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PCBN刀具的硬态切削加工机理 被引量：19
12
作者 文东辉 刘献礼 胡荣生 《机电工程》 CAS 2001年第6期76-79,共4页
从PCBN刀具的物理特性、磨损特性、锯齿形切屑的形成机理、切削力和金属软化效应、已加工表面质量等方面综述了PCBN刀具切削淬硬钢的适应性 ,着重从刀具磨损。
关键词 pcbn刀具 硬态切削 淬硬钢 数控机床
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PCBN刀片的研究制造现状及发展 被引量：16
13
作者 李海波 张弘弢 +1 位作者 董海 李嫚 《工具技术》 北大核心 2007年第10期10-13,共4页
介绍了PCBN刀片的烧结方法,综述了影响PCBN刀片质量的主要因素,分析了国内外PCBN刀片的生产现状,并对PCBN刀具未来的发展提出了展望。
关键词 pcbn 烧结 制造
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PCBN刀具应用于先进切削工艺研究 被引量：14
14
作者 刘献礼 陈波 +2 位作者 孟安 李振加 袁哲俊 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1998年第9期22-25,共4页
介绍了ＰＣＢＮ刀具的特点、性能及高速、超高速切削、硬态切削、干式切削等先进切削工艺的特点和优越性，并用实际数据说明ＰＣＢＮ是适合于上述先进切削工艺方法的理想刀具材料，具有重要的应用价值和意义。
关键词 pcbn刀具 超高速切削 刀具 切削
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合成聚晶立方氮化硼复合片(PCBN)工艺研究 被引量：11
15
作者 范文捷 刘芳 董艳丽 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A01期142-144,共3页
采用常用的HPHT(高压高温)合成方法,研究了CBN的粒度、组装方式等工艺参数对PCBN性能的影响。研究结果表明:CBN的粒度对PCBN性能有很大的影响,当D_(max)/D_(min)越接近1,PCBN样品的磨耗比和硬度较低;双碳管双盐管的组装方式优于单盐碳... 采用常用的HPHT(高压高温)合成方法,研究了CBN的粒度、组装方式等工艺参数对PCBN性能的影响。研究结果表明:CBN的粒度对PCBN性能有很大的影响,当D_(max)/D_(min)越接近1,PCBN样品的磨耗比和硬度较低;双碳管双盐管的组装方式优于单盐碳管的组装方式。 展开更多
关键词 粒度 内组装 pcbn 合成
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PcBN刀具车削淬硬高速钢的切削力与温度研究 被引量：13
16
作者 冯吉福 吕智 +2 位作者 林峰 姜伟 李立维 《超硬材料工程》 CAS 2007年第4期16-20,共5页
应用正交试验设计,研究了PcBN刀具车削淬硬高速钢的切削力、切削温度以及切屑形态。结果表明:切削深度和进给量的增加而引起切削力的增大,切削速度的增加而引起了切削力的减小,切屑具有绝热加工形成的锯齿形态特点。
关键词 pcbn刀具 切削力 淬硬高速钢 切削温度
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PCBN刀具干切削淬硬轴承钢时磨损机理的研究 被引量：9
17
作者 郭旭红 曾庭卫 +1 位作者 刘开强 朱圣领 《工具技术》 北大核心 2004年第6期28-31,共4页
通过干切削淬硬GCr15轴承钢的PCBN刀具磨损试验 ,得出了后刀面刀具磨损曲线 ,结合扫描电镜对刀具的磨损形态进行了宏观和微观观察 ,研究了PCBN刀具的磨损特征及磨损机理 。
关键词 pcbn 刀具 干切削 淬硬轴承钢 磨损机理 磨损试验
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不同黏结剂组分整体PcBN烧结及性能研究 被引量：10
18
作者 谢辉 谷盟森 +3 位作者 马姗姗 要峰 方海江 张迎九 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2010年第4期13-16,20,共5页
本文运用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和硬度计,分别研究了不同黏结剂的PcBN的微观组织结构、物相、显微硬度及密度/相对密度。分析表明,相同cBN粒度、含量的情况下,AlN及TiN相的存在可有效提高样品硬度,新物相的生成及孔隙的... 本文运用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和硬度计,分别研究了不同黏结剂的PcBN的微观组织结构、物相、显微硬度及密度/相对密度。分析表明,相同cBN粒度、含量的情况下,AlN及TiN相的存在可有效提高样品硬度,新物相的生成及孔隙的存在对样品的相对密度有较大影响,使用TiN/Al黏结剂的刀片样品S1中只有新相TiB2生成,且烧结较致密,相对密度最大。相同切削参数时,S1刀片后刀面磨损量最小,耐磨性最好,硬度最高;使用AlN/TiN/Al的S2刀片的耐磨性次之;黏结剂组分较多的S3样品的耐磨性最差。切削参数的选择上宜取高切削速度低进给量。 展开更多
关键词 pcbn整体片 性能 后刀面磨损量 耐磨性
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用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢 被引量：11
19
作者 文东辉 刘献礼 +1 位作者 严复钢 胡荣生 《工具技术》 北大核心 2002年第3期11-13,共3页
通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑形态、刀具磨损特性等切削性能 ,并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象。
关键词 pcbn刀具 精密硬态切削 淬硬轴承钢 切削性能 表面质量
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PCBN刀具断续干式切削ADI时切削力与寿命的研究 被引量：9
20
作者 李玉标 李嫚 +1 位作者 张弘弢 任帅民 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2010年第1期75-79,共5页
选用DBW85、DBC50、BN250、BN700四种牌号的PCBN复合片刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁(ADI),测定了在相同几何参数下的切削力和在不同速度下的刀具寿命。试验结果表明:(1)在所选用四种牌号PCBN刀具中,高CBN含量的BN700和DBW85断续加... 选用DBW85、DBC50、BN250、BN700四种牌号的PCBN复合片刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁(ADI),测定了在相同几何参数下的切削力和在不同速度下的刀具寿命。试验结果表明:(1)在所选用四种牌号PCBN刀具中,高CBN含量的BN700和DBW85断续加工ADI的性能,要优于低CBN含量的BN250和DBC50,其中DBW85性能最好。(2)高CBN含量的BN700和DBW85加工ADI时,切削速度可选择偏高一些,一般要大于130m/min,低CBN含量PCBN刀具加工ADI时,切削速度要选择偏低一些,在100m/min左右。(3)黏结剂中添加W元素可以有效抑制PCBN刀具切削ADI时的化学磨损,改善刀具韧性,有利于ADI的断续切削。 展开更多
关键词 pcbn刀具 等温淬火球墨铸铁 断续车削 切削力 刀具磨损
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