氮化硼聚晶刀具材料製備和性能調控關鍵技術及產業化應用
應用領域
機械加工
成果簡介
本成果涉及高壓高溫法合成高檔聚晶立方氮化硼（PCBN）超硬刀具材料的關鍵技術開發，應用於採用數控機床智能化切削或銑削硬而韌的難加工材料。刀具材料決定了刀具壽命和穩定性、加工效率、加工質量和加工成本。刀具切削時要承受高溫、摩擦、衝擊、剪切和振動等多種複雜的物理作用。因此，刀具材料應具備高的硬度和耐磨性，高強度和衝擊韌性，耐熱性，良好的工藝性能和經濟性。開發的PCBN 刀具主要用於汽車及其零部件製造業，包括用於加工汽車發動機箱體、剎車盤（鼓）、傳動軸、氣缸孔、發動機進出氣閥座等，其他也應用於加工渣漿泵、齒輪、滾珠絲槓、等等。針對數控機床粗、精加工刀具材料需要又強又韌難題，本項目充分發揮產學研合作優勢，從合成不同形態六方氮化硼入手，再經靜態觸媒法高壓高溫反應，合成得到了適於PCBN 高效率、高穩定性和長壽命硬態加工要求的立方氮化硼。對合成設備、原輔料、工藝等多方面進行系統集成創新，經十餘年努力攻關，獲得了既高強耐磨、又具有良好衝擊韌性的高端PCBN 聚晶超硬刀具材料製造關鍵技術的突破。
經濟效益與社會效益
採用本項目技術生產的PCBN 刀具產品，經用戶使用，刀具性價比高，可以替代進口。在國內汽車製造和零部件加工、渣漿泵[2]和軋輥等領域切削、銑削加工，獲得了顯著的經濟和社會效益。該項目產品PCBN 複合刀片符合自動化加工技術的普及和對切削效率與精度的新要求，在現代智能製造行業具有很大的發展意義。這是對傳統切削加工工藝的一種技術革新，對降低製造加工成本、實現綠色製造、發展智能工廠具有一兩拔千斤的作用。