CBN 刀片综合指南：成分、应用和行业用途

（氮化立方硼）CBN插入物是用于加工高硬度材料的超硬切割工具。本指南详细概述了CBN工具，其属性，应用程序和特定于行业的用例。

CBN材料简介

立方硼酸硼（CBN）是一种非凡的合成材料，彻底改变了切割工具行业。 CBN于1957年由Robert H. Wentorf Jr.在通用电气中发现，它是通过使六角硼硝化物受到极高的热量和压力而创建的。该过程将六角硼硝化物的柔软，石墨状结构转化为立方晶体晶格，从而产生具有非凡硬度和热稳定性的材料。 CBN的独特特性源于其立方结构中硼和氮原子之间的强共价键。虽然它是仅次于钻石的第二个最难的材料，但CBN超过了化学稳定性和耐热性的钻石，这对于加工亚铁材料和超级合金而言是无价的。 CBN的开发具有显着高级的制造能力，从而有效地处理了以前极具挑战性或无法有效加工的材料。

CBN（立方硼）工具是用于加工高硬度材料的超硬切割工具。本指南详细概述了CBN工具，其属性，应用程序和特定于行业的用例。

CBN的组成和结构

CBN是一种合成的超级材料，仅在硬度中仅次于钻石。它由以立方晶体结构排列的氮原子和硼原子组成，这使其具有极高的硬度和热稳定性。 CBN插入物通常是通过在高温和压力下烧结的CBN颗粒制成的，然后将它们粘合到金属基板上。

CBN插入物的关键特性

1. 高硬度： CBN的硬度接近了钻石，从而有效切割了高硬度材料，例如硬化钢，铸铁和超级合金。
2. 耐磨性： 由于其高硬度和稳定的晶体结构，CBN工具具有出色的耐磨性，在加工高硬度材料时会产生较长的工具寿命。
3. 热稳定性： CBN工具在高温下保持稳定性，使其适合于高速切割和干燥加工操作。
4. 化学稳定性： CBN是化学惰性对亚铁金属的惰性，可以在铁基材料加工过程中与工件的化学反应。
5. 导热率： CBN具有良好的热导率，这有助于在切割操作过程中散发热量，从而减少对工具和工件的热损害。

CBN插入物的应用

CBN工具广泛用于需要高硬度和耐磨性的应用中：

1. 硬化钢： 在汽车制造和霉菌生产中，CBN工具用于加热处理后加工高硬质量。
2. 铸铁： 适用于灰色铸铁和延性铁的精确加工。
3. 冶金材料： 用于加工碳化物和粉状冶金零件。
4. 高温合金： 在航空航天行业中，CBN工具用于加工基于镍和钴的高温合金。
5. 硬化轴承： CBN工具可有效加工硬化的轴承组件，提高效率和精度。

CBN插入物的类型

CBN工具根据其预期的使用和制造过程而有各种类型：

1. CBN转动工具： 用于转动外部直径，内部孔和高硬度材料的脸部转动。
2. CBN铣刀： 用于在硬材料中铣削平面和插槽。
3. CBN无聊工具： 用于精确钻孔操作。
4. CBN磨轮： 用于高精度的硬化材料。
5. CBN插入： 可以安装在各种工具架上的可更换切割边缘，用于转动，铣削和无聊的操作。

使用CBN插入物的最佳实践

1. 优化切割参数： 根据工件材料的硬度和特征选择适当的切割速度和进料速度，以避免过度的切割温度和工具磨损。
2. 冷却和润滑： 尽管CBN工具适合切割，但在某些高温加工操作中使用冷却剂可以延长工具寿命。
3. 刚性夹紧： 确保工具和工件的刚性夹紧，以减少振动并提高加工稳定性和准确性。
4. 工具路径策略： 实施适当的工具路径策略，以保持一致的切割负荷并最大程度地减少工具磨损。
5. 常规工具检查： 定期检查CBN工具是否磨损和损坏，以保持最佳的切割性能和工件质量。

CBN插入物的特定于行业的应用

1。汽车制造

背景： 汽车行业，尤其​​是在发动机和传输部件制造中，需要加工高硬度材料，例如硬化钢和铸铁。

案例研究：

• 发动机块加工：CBN工具用于在发动机块中机缸孔，从而提高效率和表面质量。
• 齿轮生产：在变速箱齿轮的艰难转动中，CBN工具可显着延长工具寿命并减少机器停机时间。

2。航空业

背景： 航空航天行业广泛使用高温合金和钛合金，这些合金对机器和需求高性能工具具有挑战性。

案例研究：

• 涡轮刀片加工：CBN工具用于机加工高温合金涡轮叶片，提高了切割效率和组件准确性。
• 结构组件加工：CBN工具在加工钛合金结构组件，降低刀具变化频率并提高生产效率方面表现出色。

3。霉菌和模具制造

背景： 霉菌和模具制造涉及加工大量的硬合金和高硬度钢，需要具有高磨损性和长寿的工具。

案例研究：

• 注射模具加工：CBN工具用于对注射模具的硬转和打磨，从而显着提高了加工精度和表面饰面。
• 冲压装置加工：在冲压模具的精确加工中，CBN工具的使用延长了寿命并降低了维护成本。

4。重工业

背景： 机械加工行业需要加工各种高硬度和难以机械材料，例如硬化的钢和冶金材料。

案例研究：

• 轴承制造：CBN工具被广泛用于轴承赛道的艰难转向，提高了加工效率和轴承使用寿命。
• 粉末冶金零件加工：CBN工具在加工粉末冶金成分方面表现出色，有效地降低了工具磨损并提高了生产效率。

5。能源部门

背景： 能源部门涉及加工许多高硬度和耐磨损的材料，例如用于机油钻井设备和风力发电设备的组件。

案例研究：

• 机油钻井设备：CBN工具用于机油钻井设备的耐磨组件，可显着提高加工效率和组件耐用性。
• 风力发电设备：使用CBN工具在加工齿轮和轴承中用于风能发电设备具有改善的组件精度和寿命。

6。医疗设备制造

背景： 医疗设备制造需要高精度和表面质量，涉及钛合金和不锈钢等材料，对切割工具提出了很高的需求。

案例研究：

• 骨科植入物加工：CBN工具用于钛合金和不锈钢骨科植入物，提高表面饰面和尺寸精度。
• 牙科仪器加工：在牙科仪器的精确加工中，使用CBN工具可以显着提高生产效率和产品质量。

CBN插入技术的未来趋势

1. 纳米晶体CBN： 开发具有纳米尺寸晶粒的CBN工具，可改善硬度和耐磨性。
2. 混合工具： 将CBN与其他材料（如陶瓷或钻石）相结合，以创建具有针对特定应用的优化属性的工具。
3. 增材制造： 探索使用添加剂制造技术来生产具有复杂几何形状和优化冷却通道的CBN工具。
4. 智能工具： 将传感器集成在CBN工具中，以实时监视工具磨损和切割条件。
5. 绿色制造： 开发针对干加工和最小润滑（MQL）优化的CBN工具，以减少环境影响。

这些案例研究和未来趋势表明，各个行业的CBN工具的广泛应用和优势。通过明智地选择和利用CBN工具，制造商可以显着提高加工效率，工件质量和工具寿命，同时降低生产成本。