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Diffusionsverschleißanalyse von Werkzeugen aus kubischem Bornitrid und Diamantwerkzeugen

Jun 24, 2019

Das kubische Bornitrid- Schneidwerkzeug (PCBN-Werkzeug) und das Diamant-Schneidwerkzeug erzeugen hohe Temperaturen. Die Oberfläche des Schneidwerkzeugs schneidet sich immer mit der frischen Oberfläche des Schneidwerkzeugs, die eine große chemische Aktivität aufweist. Daher können die chemischen Elemente auf den beiden Reibungsflächen zur anderen Seite diffundieren, so dass sich die chemische Zusammensetzung der beiden Oberflächen ändert und die Materialeigenschaften des Schneidwerkzeugs geschnitten werden und der Verschleißprozess beschleunigt wird. Mit der Erhöhung der Schneidetemperatur, d. H. Für einige Schneidwerkzeugmaterialien, steigt die Diffusionsrate mit der Erhöhung der Schneidetemperatur, steigt dann mit der Erhöhung der Schneidetemperatur und wird dann schneller und schneller. Die Diffusionsrate der verschiedenen Elemente ist unterschiedlich und die Diffusionsverschleißfestigkeit hängt eng mit der chemischen Zusammensetzung der Werkzeugmaterialien zusammen. Beispielsweise ist die Diffusionsrate von Ti viel geringer als die von YG, so dass das Diffusionsvermögen von YT-Sintercarbid höher ist als das von YG. Zusätzlich steht die Diffusionsgeschwindigkeit in Beziehung zur Geschwindigkeit der unteren Schicht auf der Schneidwerkzeugoberfläche (dh der Schneidgeschwindigkeit durch die vordere Werkzeugoberfläche). Die Flussrate ist langsam und die Diffusionsrate ist langsam.

 

Der Diffusionsverschleiß von Cubic Boron Nitride Tool   (PCBN Tool) und Diamond Tool führen zu einer Kristallisation und Auflösung von Diamond Tool bei einer bestimmten Schnitttemperatur und Kontaktzeit, und der Diffusionsverschleiß wird durch die Diffusion von C-Atomen in das Werkstückmaterial verursacht. Nach 10 Sekunden Kontakt zwischen Diamant und reinem Eisen bei 910ºC begann Diamant in Eisen zu diffundieren, um eine Ferrit-Perlit-Struktur zu bilden, und die Kontaktschicht wurde zu einer Stahlschicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,3% bis 0,35%. Bei 1000 ° C schmilzt es nach nur einer Sekunde Kontakt fast vollständig in Eisen. Wenn Diamantwerkzeuge daher reines Eisen und kohlenstoffarmen Stahl schneiden, tritt bei frühen hohen Temperaturen ein schwerwiegender Diffusionsverschleiß auf. Dies ist der Hauptgrund, warum Diamanten nicht zum Schneiden von Eisen geeignet sind.

 

Diffusionsverschleißanalyse von Werkzeugen aus kubischem Bornitrid und Diamantwerkzeugen

 

Das kubische Bornitridwerkzeug (PCBN-Werkzeug) weist eine hohe Härte und Wärmebeständigkeit (1400-1500) auf. Die chemische Aktivität von Eisen und seinen Legierungen ist viel geringer als die von Diamantwerkzeugen. Nach 20-minütigem Kontakt mit reinem Eisen bildete sich eine Diffusionsschicht mit einer Dicke von 0,013 mm, jedoch war die Diffusion der TC8-Titanlegierung bei hohen Temperaturen schwerwiegender. Die Diffusionsschicht mit einer Dicke von 0,015 bis 0,03 mm bildete sich 10 Minuten nach dem Kontaktieren von TC8 bei 1000. Je höher die Temperatur, desto schneller die Diffusion. Die Dicke der Diffusionsschicht erreicht bei 1300 Grad Celsius 0,01 mm und dauert nur 60 Sekunden.