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CBN
立方氮化硼
材料簡介
Cubic Boron Nitride立方氮化硼，縮寫為：CBN或cBN。目前，在自然界還沒有找到這種物質的存在，是人工合成的一種超硬材料。
Cubic Boron Nitride立方氮化硼，縮寫為：CBN或cBN。立方氮化硼于2009年，由美國、中國和德國的地質學家組成的國際研究團隊在自然界中找到，并被命名為qingsongite。而在此前，該礦物只能在實驗室中合成。2009年，美國加州大學河濱分校、勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家和來自中國、德國科研機構的同行一起，在中國青藏高原南部山區(qū)地下約306公里深處古海洋地殼的富鉻巖內找到了這種礦物，其在大約1300攝氏度高溫、118430個大氣壓的高壓條件下形成了晶體。
材料特點
材料應用
黑色立方氮化硼CBN由于具有優(yōu)異的化學物理性能，如具有僅次于金剛石的高硬度、高熱穩(wěn)定性和化學惰性，作為超硬磨料在不同行業(yè)的加工領域獲得廣泛的應用，現在更是成為汽車、航天航空、機械電子、微電子等工業(yè)不可或缺的重要材料，因而也得到各工業(yè)發(fā)達國家的極大重視。
合成CBN除靜高壓觸媒法還有多種方法，如靜高壓直接轉化法、動態(tài)沖擊法、氣相沉積法等，其中有些方法如氣相沉積法發(fā)展很快。但迄今為止工業(yè)合成CBN主要方法還是靜高壓觸媒法，CBN的合成研究也主要集中于這方面。
立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具是由許多細晶粒（0.1~100）CBN聚結而成的CBN聚集體的一類超硬材料產品。它除了具有高硬度、高耐磨性外，還具有高韌性、化學惰性、紅硬性等特點，并可用金剛石砂輪開刃修磨。在切削加工的各個方面都表現出優(yōu)異的切削性能，能夠在高溫下實現穩(wěn)定切削，特別適合加工各種淬火鋼、工具鋼、冷硬鑄鐵等難加工材料。刀具切削鋒利、保形性好、耐磨性能高、單位磨損量小、修正次數少、利于自動加工，適用于從粗加工到精加工的所有切削加工。精車淬硬工件是一門新工藝，實施前需做工藝試驗，可用與工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同類機床上進行精加工或粗加工試驗，關鍵是要試驗刀具與切削參數的選擇及工藝系統(tǒng)是否有足夠的剛性。該工藝目前國內已經采用，如一汽集團用PCBN刀具加工滲碳淬火(58～63HRC)的20CrMnTi變速箱齒輪撥叉槽，采用的工藝參數為υc=150m/min,f=0.1mm/r，αp=0.2～0.3mm，實現了以車代磨。
加工硬鑄鐵用PCBN刀具車削淬硬鋼時，要求工件淬火硬度高于45～55HRC，加工硬鑄鐵時，只要硬度達到中等硬度水平(45HRC)，就會取得良好的加工效果。如汽車發(fā)動機缸蓋上的排氣閥座，該閥座是采用含銅、鉬的高鉻合金鑄鐵材料，其硬度一般約為44HRC，其閥座上孔采用锪(鉸)、車兩種工藝，大多是在專用自動線上加工，與槍鉸導管孔一道進行。所采用的切削用量為：υc=71.6m/min，υf=26.5mm/min，αp=1.0mm，采用BC拉削油，自采用PCBN刀具加工后，與以往采用的各種硬質合金刀片加工相比，刀具平均耐用度為1200件，加工表面粗糙度為Ra0.4μm，閥座面擺差≤0.05mm。東風汽車公司發(fā)動機廠自1988年使用PCBN刀具后，其效果一直保持穩(wěn)定，較好地解決了引進設備的刀具國產化問題。
PCBN在數控切削行業(yè)已得到廣泛應用，是一種具有良好發(fā)展前景的刀具材料。
現有國內生產的HLCBN系列：
BNS20
結構：整體聚晶。
特點：具有高硬度，高耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性。適合淬火鋼系列零件的加工。
BNK1
結構：整體聚晶。
特點：具有高硬度，高耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性。良好的耐沖擊性能，適合高硬度材料的加工。
BNS30
結構：整體聚晶。
特點：具有很好的耐磨性和耐熱性能，可高速連續(xù)切削脆性材料。
用途：高速半精車，精車，高硬度鑄鐵和球墨鑄鐵類零部件。
HLCBN系列
參考資料
[1]
立方氮化硼首次在自然界中找到----中國科學院 · 中國科學院[引用日期2021-11-03]
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