1. 超高硬度與耐磨性
立方氮化硼(CBN)是硬度僅次于金剛石的超硬材料,其硬度高達(dá) HV3200 - 4000,,這一硬度數(shù)值是硬質(zhì)合金刀具硬度的數(shù)倍 ,。如此高的硬度使得立方氮化硼刀具在面對(duì)高硬度材料時(shí),切削刃能夠保持鋒利,,持續(xù)高效地進(jìn)行切削工作,。以淬火鋼加工為例,淬火鋼硬度通常在 HRC55 - 65 之間,,傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具切削時(shí),,由于硬度不足,切削刃快速磨損,,可能僅加工幾十個(gè)零件后,,刀具就因磨損嚴(yán)重?zé)o法保證加工精度,需要頻繁更換,。而立方氮化硼刀具憑借其超高硬度,,在同樣加工條件下,磨損速度極其緩慢,,能夠加工數(shù)千個(gè)零件,,極大地降低了刀具更換成本與停機(jī)時(shí)間,提升了生產(chǎn)效率,。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的淬火鋼加工中,使用立方氮化硼刀具可使加工效率提高數(shù)倍,,同時(shí)降低刀具成本約 30% - 50% ,。
2. 良好的熱穩(wěn)定性
立方氮化硼具有出色的熱穩(wěn)定性,在 1300 - 1500℃的高溫下仍能保持其硬度和切削性能,。在高速切削進(jìn)程中,,刀具與工件劇烈摩擦,會(huì)產(chǎn)生大量熱量,,瞬間切削區(qū)域溫度可達(dá)上千攝氏度,。普通刀具材料,,如高速鋼,在 500 - 600℃時(shí)硬度就會(huì)顯著下降,,導(dǎo)致切削性能急劇惡化,,加工精度難以保證,工件表面質(zhì)量變差,。而立方氮化硼刀具在高溫下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,,能夠維持其切削性能。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)的高速銑削加工中,,切削速度極高,,產(chǎn)生的熱量巨大,立方氮化硼銑刀能夠在這種高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作,,保證渦輪盤(pán)復(fù)雜型面的加工精度控制在 ±0.01mm 以?xún)?nèi),,表面粗糙度達(dá)到 Ra0.4 - 0.8μm,滿足航空航天領(lǐng)域?qū)α慵呔鹊膰?yán)苛要求,。
3. 優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性
立方氮化硼刀具化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,,在加工過(guò)程中不易與鐵族金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在鋼鐵材料加工領(lǐng)域,,這一特性尤為關(guān)鍵,。鋼鐵中主要成分是鐵,普通刀具在切削過(guò)程中,,高溫高壓的切削環(huán)境會(huì)促使刀具材料與鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,導(dǎo)致刀具材料被腐蝕、溶解,,加劇刀具磨損,。比如在加工含鎳、鉻等合金元素的特殊鋼材時(shí),,普通硬質(zhì)合金刀具的鈷粘結(jié)相容易與這些合金元素發(fā)生反應(yīng),,造成刀具表面涂層脫落、切削刃崩損,,刀具壽命大幅縮短,。而立方氮化硼刀具則不受此影響,其化學(xué)穩(wěn)定性使其能夠在加工這類(lèi)特殊鋼材時(shí),,保持刀具的完整性,,穩(wěn)定地完成加工任務(wù),刀具壽命可比普通刀具延長(zhǎng) 2 - 5 倍,。
4. 適合高速高精度加工
基于上述超高硬度,、良好熱穩(wěn)定性和優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),立方氮化硼刀具成為高速高精度加工的理想選擇。在高速切削時(shí),,它能夠承受更高的切削速度和進(jìn)給量,。以模具制造中的精密型腔加工為例,傳統(tǒng)刀具受自身性能限制,,難以在高速下保證加工精度,,而立方氮化硼刀具可將切削速度提升至傳統(tǒng)刀具的 3 - 5 倍,進(jìn)給量提高 2 - 3 倍 ,。同時(shí),,其穩(wěn)定的切削性能確保了加工精度,加工后的模具型腔尺寸精度可達(dá) ±0.005mm,,表面粗糙度達(dá)到 Ra0.2 - 0.4μm,,極大地減少了后續(xù)拋光等精加工工序,縮短了模具制造周期,,提高了模具生產(chǎn)效率和質(zhì)量,。在航空航天領(lǐng)域,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片這類(lèi)復(fù)雜形狀零部件的加工,,不僅要求高精度,,還需高效率,立方氮化硼刀具配合五軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù),,能夠快速,、精準(zhǔn)地完成葉片復(fù)雜曲面的加工,滿足航空航天零部件對(duì)高精度和高效率的雙重要求,。