微硼材料在金屬加工刀具中的應(yīng)用

   當(dāng)今社會(huì)的科技要求不斷發(fā)展消費(fèi)品的質(zhì)量,在能源技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展中, 增加更高標(biāo)準(zhǔn)的材料的使用的比率.在超強(qiáng)作業(yè)的情況下,材料變得更加堅(jiān)硬.因此,過去使用的工具,原則上講已經(jīng)過時(shí)了.取而代之的是新型技術(shù)的設(shè)備。

    Microbor微硼—專業(yè)生產(chǎn)立方氮化硼高效刀具的生產(chǎn)商,在俄羅斯立方氮化硼產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭人，也是世界上相關(guān)產(chǎn)業(yè)的主要企業(yè)之一。在從立方氮化硼微粉合成到成品工具加工的每個(gè)過程都擁有自己獨(dú)立的專利技術(shù)。

    立方氮化硼的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的－它的硬度可媲美金剛石，擁有非常好的耐磨性。其特點(diǎn)是在高溫下分散固化，具有獨(dú)特的耐熱性和沖擊韌性

    采用Microbor微硼的立方氮化硼材料所制造的切割刀具，更廣泛地應(yīng)用于金屬，石頭，合金，塑料的加工。完美的特性使其在工作中可以承載更大的負(fù)荷，這樣以來，它不僅可以滿足精加工的生產(chǎn)需要，還可以通過改善生產(chǎn)狀態(tài)對超硬材料進(jìn)行粗加工。

    Microbor微硼立方氮化硼材料適用于表面硬度極高的磨料坯料加工，生鐵制品加工，粉末冶金制品，及石材制品等。

    Microbor微硼的立方氮化硼材料在進(jìn)入任何一個(gè)穩(wěn)定的生產(chǎn)過程當(dāng)中都不需要做任何改變。當(dāng)為加工硬質(zhì)材料選擇新的加工工具時(shí)，提高生產(chǎn)效率則成為決定性因素。 這時(shí)，使用Microbor微硼立方氮化硼產(chǎn)品無疑是您最正確的選擇。

    加工材料的經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性這一課題的研究，被優(yōu)先列入俄羅斯關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)的名單。

    自2005年開始，Microbor微硼研究中心的絕大部分科技活動(dòng)經(jīng)費(fèi)都是來自于俄聯(lián)邦的預(yù)算中的。

    經(jīng)俄羅斯和歐洲各大企業(yè)的反復(fù)試驗(yàn)的結(jié)果，事實(shí)證明，由Microbor微硼生產(chǎn)的CNB工具和傳統(tǒng)陶瓷工具及硬合金工具相比，加工效率提高了3.5到24倍。效率的增長主要體現(xiàn)于加工狀態(tài)的提高及輔助作業(yè)的減少。

    為了更好的滿足工業(yè)企業(yè)的需求，Microbor微硼生產(chǎn)的工具材料分為2大產(chǎn)品系列：

    1．Microbor微硼“經(jīng)典”系列——精加工、成型加工用用具的材料

    2．Microbor微硼“重型”系列——針對超硬材料進(jìn)行超重磨削、粗加工，半精加工的材料

    還將繼續(xù)開發(fā)不同種類的Microbor產(chǎn)品用在航空工業(yè)，木材加工，石材加工，碳-玻璃鋼，巖石的鉆探。

現(xiàn)代加工部門的潮流方向發(fā)展

    由對西歐切割工具市場的評論得知（來源于雜志?Werkzeuge?），最近一段時(shí)間形成明顯的趨勢，以高效切割工具(HPC)取代高速切割工具（HSC）.

    專家意見表明，采用這種工具能夠提高生產(chǎn)效率2－3倍，降低加工零件的支出費(fèi)用30－40%

    高效切割工具必須具有：

      高速加工

      保證最小數(shù)量   的更迭加工元件（走刀）

      擁有高穩(wěn)定性（壽命）

      可以加工各種不同成份的材料.

      使用冷卻劑來降低廢品的生產(chǎn)率。

    高效切割加工與高速切割加工的分別主要在于高效加工考慮到了操作的綜合性，像加工材料的性能，工具的性能，旨在把直接和間接的費(fèi)用降到最低。

    使用高效切割加工技術(shù)對總成本的降低可以從制造單個(gè)零件的成本中看出來

    生產(chǎn)零件中機(jī)械消費(fèi)占所有支出的65%的比重。

    機(jī)械加工費(fèi)用包括全部機(jī)械耗時(shí)量的費(fèi)用，刀具的費(fèi)用和冷凍液的費(fèi)用。

    這些基本的費(fèi)用（81%）產(chǎn)生全部機(jī)械耗時(shí)量的費(fèi)用(Тмаш)，其中包括基本機(jī)械耗時(shí)量 (Тосн)，調(diào)整設(shè)備(Тпер)及更換工具(Тсмен).

    根據(jù)山特維克公司的數(shù)據(jù):

Тмаш (100%) = Тосн (68%) + Тпер (25%) + Тсмен (7%)

    使用高速切削加工技術(shù)，在潤滑冷凍液這一項(xiàng)的開支就占了16%

    使用這種工具僅占總支出 的3%

    使用高效切削的加工技術(shù)的對總成本的降低通過下列的幾項(xiàng)高效工具得到實(shí)現(xiàn)

    1. 高壽命:

      降低更換工具的費(fèi)用(Тсмен)

      減少調(diào)整設(shè)備的支出(Тпер)

    2. 應(yīng)用高速的狀態(tài): 減少加工材料的時(shí)間(Тосн)

    3. 增加工料（切屑量）: 縮短主要機(jī)器耗時(shí)量(Тосн).

    4. 通用性:

          降低重新調(diào)整機(jī)器的費(fèi)用

          縮短工時(shí)（取決于同時(shí)進(jìn)行2種或更多工序，比如說——粗加工和半精加工）

    5. 采用超硬磨削（缺少冷卻液）:

          完全消除在冷卻液上的開支

結(jié)論：

    通過高效切削在經(jīng)濟(jì)上若干倍的優(yōu)于高速切割。

    要滿足高效切割的所有需求，可以通過使用擁有完美物理性質(zhì)的新材料工具來完成。

    Microbor微硼的新型材料

    通過認(rèn)真分析研究市場上的客觀需求和市場趨勢，Microbor微硼為得到新型材料進(jìn)行了專業(yè)的研究、開發(fā)、實(shí)驗(yàn)，以滿足新一代工具高效率切割的技術(shù)要求。

    在當(dāng)前時(shí)間，Microbor微硼——俄羅斯唯一一家獨(dú)立設(shè)計(jì)并生產(chǎn)立方氮化硼材料和工具的公司，在合成立方氮化硼微粉到制造最終成品和制造工具的每一個(gè)階段都擁有自己獨(dú)立的專利技術(shù)。

    立方氮化硼屬于超硬材料，硬度僅略低于金剛石。這種材料在自然界中不存在，只能通過人工合成。合成工藝近似于人工金剛石的合成工藝，同樣需要通過高溫、高壓生產(chǎn)。原始物質(zhì)為六角型氮化硼。

    在加工立方氮化硼的各種不同的方法中，Microbor硼公司選用最為科學(xué)先進(jìn)的方法——催化劑法，通過采用催化劑以取得帶有不同屬性的立方氮化硼粉末。

    Microbor微硼成功的創(chuàng)建了合成工藝生產(chǎn)琥珀色立方氮化硼粉末壓實(shí)體，取得的壓實(shí)體保留了所有立方氮化硼微粉的良好性質(zhì)（耐熱性，抗沖擊性）。

    通過使用Microbor微硼的專利技術(shù)生產(chǎn)出的Microbor立方氮化硼比傳統(tǒng)的用來制作刀具的立方氮化硼材料擁有更加完美的物理性質(zhì)。

工具材料的性質(zhì)

改善性能后材料的效果

Microbor微硼產(chǎn)品系列

為了更好的滿足工業(yè)企業(yè)的需求，Microbor微硼生產(chǎn)的工具材料分為2大產(chǎn)品系列：

1．Microbor“經(jīng)典”系列——精加工、成型加工用用具的材料

2．Microbor“重型”系列——超硬材料超重磨削、粗加工，半精加工的材料。

    1．Microbor微硼“經(jīng)典”系列材料 用于替代類似的立方氮化硼產(chǎn)品用于進(jìn)行精加工和超精加工。材料質(zhì)量與之相匹配的樣品Showa Denko（根據(jù)在Becker GmbH的測試結(jié)果）。

    2. Microbor微硼重型系列材料

    不存在任何替代的立方氮化硼產(chǎn)品，主要用于替代傳統(tǒng)材料（硬質(zhì)合金和陶瓷）在很多復(fù)雜的加工狀態(tài)下（其中有超重的沖擊負(fù)荷加工），進(jìn)行粗加工和半精加工。

    通過在俄羅斯和歐洲大型的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果證明，與傳統(tǒng)的陶瓷和硬質(zhì)合金工具M(jìn)icrobor立方氮化硼工具相比，Microbor微硼立方氮化硼工具的加工效果針對不同的加工材料提高3.5-24倍。

    可以清楚的看到，加工效果的提高是由于改善了加工狀態(tài)，簡化了附加操作工序。

    Microbor微硼工具推廣的基本方案

    Microbor微硼產(chǎn)品

      - 技術(shù)上的推廣過程（按照目標(biāo)參數(shù)選擇相應(yīng)工具）

      - 建立商業(yè)的合作關(guān)系

      - 建立合作的法律基礎(chǔ)

技術(shù)方面的推廣由以下幾部分組成： 從Microbor微硼各種不同的材料中選擇最為合適的刀具，選擇刀桿，刀片形狀，機(jī)床加工方式。

選擇工具分為2個(gè)步驟：

    (а)測試推廣階段：根據(jù)所需要達(dá)到的生效效率/產(chǎn)品壽命最高標(biāo)準(zhǔn)在我公司自己的技術(shù)基地進(jìn)行技術(shù)測試。

    (б)產(chǎn)品推廣階段，展示給訂購商所預(yù)期的技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)當(dāng)前零售價(jià)以及價(jià)格制定方案定價(jià)。

商業(yè)合作—— 根據(jù)產(chǎn)品推廣階段達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，商議并簽定每一單個(gè)工具的最終價(jià)格。

法律保障——簽定與訂貨商的合作關(guān)系，保證Microbor微硼與合作伙伴的專利技術(shù)。

    Microbor微硼保證：通過在計(jì)劃范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率并保證每一個(gè)工具的市場價(jià)值的前提下，降低訂貨商在工具方面指出10-15%。

    經(jīng)典系列工具的“市場價(jià)格”制定依據(jù)：

    根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的不同，在市場上存在著高價(jià)格的立方氮化硼產(chǎn)品 和低價(jià)格產(chǎn)品（中國，韓國）。

    Microbor微硼經(jīng)典系列產(chǎn)品的銷售情況: 生產(chǎn)效率和工具壽命都不次于世界上各大工具生產(chǎn)商的產(chǎn)品,而價(jià)格低15-20%.

    Microbor微硼經(jīng)典系列的推廣方案

     產(chǎn)品推廣定位于提高現(xiàn)在已經(jīng)使用立方氮化硼客戶工具壽命。目標(biāo)產(chǎn)品壽命參數(shù)取決于原先使用立方氮化硼的技術(shù)參數(shù)。

    正確選擇工具的關(guān)鍵在于，通過使用我公司產(chǎn)品減少在工具方面的總開支10-15%。

重型系列工具的“市場價(jià)格”制定依據(jù)：

    “重型”系列工具被設(shè)計(jì)用來取代傳統(tǒng)材料——硬質(zhì)合金和陶瓷工具。因?yàn)闊o法直接單獨(dú)比較Microbor微硼工具和老一代產(chǎn)品的價(jià)格，但可以通過比較產(chǎn)品的性價(jià)比，也就是說通過比較產(chǎn)品技術(shù)性能的提高（加工效率/壽命）和價(jià)格的提高的關(guān)系。

微硼公司重型系列的立場：在延長使用壽命提高生產(chǎn)效率的前提下，使用微硼工具可以降低總的消耗10-15%

Microbor微硼立方氮化硼品種

    Microbor微硼經(jīng)典系列

材料	名稱	描寫	切割參數(shù)
			速度 米/分	走刀 進(jìn)料	切割深度
淬火鋼	MBR 7010	首先建議用不斷切削的方法對淬火硬化鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、工具鋼和軸承鋼最后一道加工	170 – 280	0.05 – 0.11	0.05 – 0.2
	MBR 7010.2	跟上述一樣，刀片是兩層的，  襯底為鋼或者硬質(zhì)合金。
冷硬鑄鐵	MBR 7021	專門對含鎳?yán)溆茶T鐵進(jìn)行加工	120 – 220	0.05 – 0.11	0.1 – 0.2
	MBR 7021.2	跟上述一樣，刀片是兩層的，襯底為鋼或者硬質(zhì)合金
合金 (堆焊)	MBR 7030	適合加工堆焊鐵基粉末合金	60 – 150	0.1 – 0.3	0.1 – 0.5
	MBR 7030.2	跟上述一樣，刀片是兩層的，襯底為鋼或者硬質(zhì)合金
玻璃塑料和碳塑材料	MBR 7040	適合加工玻璃塑料、碳塑鋼和硬化鋼板	600 – 800	0.05 – 0.11	0.1 – 0.2
	MBR 7040.2	跟上述一樣，刀片是兩層的，襯底為鋼或者硬質(zhì)合金

Microbor微硼重型系列

材料	名稱	描寫	切削參數(shù)
			速度 米/分	走刀 進(jìn)料	切割深度
淬火鋼	MBR 6010	首先建議對淬火硬化鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、工具鋼和軸承鋼進(jìn)行粗加工	150 – 220	0.1 – 0.3	0.2 – 4
	MBR 6020	首先建議對淬火硬化鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、工具鋼和軸承鋼進(jìn)行多種速度下的大進(jìn)給量切削	90 – 200	0.3 – 1	0.2 - 4
灰鑄鐵	MBR 6011	適合對灰鑄鐵粗加工、車外圓、斷續(xù)大沖擊力切削	300 – 800	0.3 – 1	0.2 - 6
冷硬鑄鐵	MBR 6021	專用于難加工含鎳生硬鑄鐵（比有砂眼、硬雜質(zhì)等）的粗加工	80 - 189	0.2 – 0.6	0.3 – 6
合金 (冶煉的小點(diǎn))	MBR 6012	適合加工堆焊鐵基粉末合金的粗加工	60 – 150	0.2 – 0.5	0.2 – 2
鈦和鈦合金	MBR 6030	特別適合鈦和鈦合金粗加工。低速、大進(jìn)給、大吃深，做成高效刀片	20 – 40	0.5 – 1	0.5 - 6
玻璃塑料和碳塑料	MBR 6040	適用于加工塑料玻璃、 碳塑料和碳化鋼	600 – 800	0.1 – 0.2	0.2 – 0.5

Microbor微硼立方氮化硼工具性能的實(shí)例說明

1. ?BOEHLERIT?工廠的試驗(yàn)結(jié)果, 2005年12月

工序: 高生產(chǎn)效率的精磨加工淬火鋼 ( 硬度62 HRC )

評估參數(shù)	陶瓷刀具	MBR 7010
切割速度 (V), 米/分鐘	100	160
走刀 (P), 毫米/轉(zhuǎn)	0.16	0.35
切割深度 (M), 毫米	3-4	1,5
工具的生產(chǎn)能力 (壽命 立方厘米/分鐘 )	56	196

結(jié)論: 通過使用Microbor微硼的刀片進(jìn)行金屬加工,使生產(chǎn)效率提高了3.5倍.(通過提高切割速度,走刀量和切割深度). Microbor微硼刀片的使用壽命超出5倍.

2. ?BOEHLERIT?工廠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，2005年11月

工序: 粗磨削加工白硬生鐵,表面特征 鑄皮,氣孔,砂質(zhì). ( 硬度58 HRC )

評估參數(shù)	陶瓷刀具	MBR 6021
切割速度 (V), 米/分鐘	80	160
走刀 (P), 毫米/轉(zhuǎn)	0,1-0,3	0,3-1
切割深度 (M), 毫米	0,5-3	1,5
工具的生產(chǎn)能力 (立方厘米/分鐘 )	27	156

結(jié)論： 通過使用Microbor微硼的刀片進(jìn)行金屬加工，使生產(chǎn)效率提高了5.8倍.（通過提高切割速度，走刀量和切割深度）

3. ?УралмашСпецсталь? 工廠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 2005年7月

工序: 半精加工磨削淬火鋼 (硬度60-65 HRC).

評估參數(shù)	陶瓷刀具	MBR 6010
切割速度 (V), 米/分鐘	56	120
走刀 (P), 毫米/轉(zhuǎn)	0,1	0,5
切割深度 (M), 毫米	0,1	2,0
工具的生產(chǎn)能力 (壽命 立方厘米/分鐘 )	0.56	36

結(jié)論:

通過在工廠?УралмашСпецсталь?使用Microbor微硼的刀片進(jìn)行金屬加工, 使生產(chǎn)效率提高了24倍.（通過提高切割速度，走刀量和切割深度）

通過加工大大改善了表面的光潔度.

除此之外, 使用Microbor微硼刀具進(jìn)行加工的 一個(gè)非常重要的優(yōu)越性在于刀片損壞的情況下使用坯料沒有劃痕.這種情況在以前使用陶瓷刀片中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn).