国外切削加工用PCD与PCBN的发展与应用ppt课件.ppt

2009 6 28 国外切削加工用PCD与PCBN的发展与应用 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 PCD刀具世界市场的分布 PCD刀具市场的增长 2006年全球使用PCD刀具市场为490M美元 PCBN工具的应用 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 元素6公司PCD刀具复合片性能与用途 PCD品种显微结构 不同公司生产的PCD刀具材料比较 元素六公司PCBN刀具材料性能与特点 PCBN品种的显微结构 PDC刀具的应用 DI公司 PCBN刀具的应用 DI公司 不同材料PCD刀具的切削速度 典型的PCBN刀具工作参数 刀具耐磨性与强度的关系 PCD PCBN刀具制造工艺流程 金刚石转变为PCD的原理 典型HPHT烧结原理 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 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 50 60 70 74 101 5mm 2 可生产超细粒度的PCD PCBN 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 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 美国DI公司 DiamondInnovations 研制Compax1800PCD 1 金刚石粒度25 m 4 m 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 美国Megadiamond公司研制新型中粒度PCDAMX 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HSCHP 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 金刚石粒度的作用 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 3 抗弯强度提高 4 电火花线切割性能更好 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 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 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2 m 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 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 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 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 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 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 刀具设计 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 10 mNi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 金刚石刀具焊接设备 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 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 刀具的加工与刃磨 EWAG瑞士磨床 Vollmer公司刀具的加工与刃磨 激光切割PCD刀片 激光切割质量 激光切割效果 Vollmer公司QWD750H型电磨蚀机床 wireerosionmuchine Vollmar公司PCD PCBN磨床 PCD PCBN的加工设备 PCD刀具的应用 实例 PCBN刀具的应用 实例 注 R 粗车f 精车 小结 1 汽车工业 航空航天 机械制造业的发展 在促使PCD PCBN工具快速发展 2 高速 高效 干式切削 以车代磨是PCD PCBN工具发展的强大动力 3 粒度细化 混合粒度多峰值分布 提高装填密度 选择合理粘结剂 改进组装结构 优化HP HT烧结工艺是提高PCD PCBN性能的重要途径 4 重视刀具加工与刃磨设备的选用 激光切割 合理焊接 精密刃磨是保证PCD PC