住友的无粘合剂 CBN 和 PCD 如何为切削工具设定新标准

由于具有挑战性的加工工作有时需要多次更换刀具，因此非常需要一种能延长刀具寿命的耐用刀具。以下是住友的无粘合剂 CBN 和无粘合剂 PCD 工具如何为加工难切削材料提供持久的硬切削选项。

住友一直致力于产品线的现代化。

其研发工作的最新产品是一套切削刀具，可让最终用户在加工钛合金等难切削材料时具有更大的通用性。

住友的工程师已成功研制出无粘结剂 CBN（立方氮化硼）和无粘结剂 PCD（多晶金刚石）工具。

这些产品直接结合纳米级或亚微米级颗粒，无需使用金属粘合剂材料。这种“无粘合剂”技术比传统的 CBN/PCD 更坚硬，导热性更好，可提高效率，并为重视生产力、刀具寿命和多功能性的机械师带来巨大的好处。

住友电工的应用工程师 George Schendel 说：“客户总是要求一种使用寿命更长、光洁度更好且成本更低的工具。

“因此，开发人员的目标一直是生产不含粘合剂的产品，因为他们认为这样做会带来好处，”他补充道。 “粘合剂是切削工具材料中的一个薄弱环节，但在我们的科学家提出目前的解决方案之前，没有人能够做到这一点。”

无粘合剂 CBN 和 PCD 的科学

在新开发的工艺下，住友的工程师开发了碳的小晶粒，可以紧凑地布局，比以前的晶粒尺寸小 100 倍。这些颗粒直接相互粘合，它们之间没有任何粘合剂材料，具有非常高的硬度。

“使用金属粘合剂材料的传统方法会将杂质引入切削刃。因此，当产品在没有粘合剂的情况下制造时，您将拥有非常纯净的切削刃，并且使用寿命更长，因此对用户来说非常划算，”Schendel 说。

当我们对材料进行烧结时，这些微小晶粒之间的立方晶格相互交织，晶粒尺寸实际上增大了；它们长成更大的晶粒，仍然比我们在其他传统产品中提供的要小得多，但这些晶粒相互结合，立方晶格交错变得非常牢固，”Schendel 说。

他解释说，这种切削工具的最终目标是让它变得坚硬。因此，当在传统工具中使用粘合剂来合成材料时，它会削弱材料颗粒之间的结合力，这意味着刀具刀片可能会失效并且切削刃可能会变形，这也意味着它无法执行没有了。

“通过不使用粘合剂，我们使晶粒之间的结合力比晶粒本身更强，因此它改善了切削材料的性能，”Schendel 说。

无粘合剂材料应用

住友的两款无粘合剂产品是：

无粘合剂 CBN (NCB100)：

• 适用于钛合金、钴铬合金、硬质合金和其他难切削材料的高效精加工。
• 该工具还提供无与伦比的尺寸精度和降低的表面粗糙度，并大大提高了工具寿命，从而实现了最佳的成本效益。

无粘合剂 PCD (NPD10/DA90)：

• 最适合硬质合金和硬脆材料（主要是碳化钨和硬质合金）的精加工。
• 长期保持出色的尺寸精度。
• 利用耐磨性优异的纳米多晶金刚石实现硬质合金的高精度加工。
• 与以前的金刚石工具相比，大大减少了工具必须转位的次数，提高了工作效率并降低了总成本。

如上所述，CBN 对钛和钛合金非常有用，而 PCD 用于硬脆材料，如现在大多数人磨削的硬质合金和硬质合金。

“您可以使用 NPD10 无粘合剂 PCD 切削刃切割硬质合金立铣刀，一些压铸制造商将其用于硬质合金冲头，而制造镜片腔体或镜片模具的公司则使用它来切割镜片的实际腔体，”Schendel说。 “通常你必须使用研磨来制造那个块，但现在我们可以直接切割。”

Schendel 解释说，由于新的无粘合剂技术可以延长刀具寿命，从而提高最终用户的产量，这一点意义重大。

“通过缩短周期时间，制造商可以更快地运行操作，并且每天可以生产更多零件，从而增加利润，”他说。 “或者，一家加工车间可以更快地完成小批量生产，这样机器就可以用于下一项工作，这样他们每年就会有更多的零件通过他们的门，这总是一个很大的优势。”

他补充说，当工厂的生产力更高时，他们不需要那么多机器操作员：“因此，如果他们现在找不到工人，这个工具可以帮助他们用更少的人生产更多产品。”

对航空航天、医疗行业的好处

无粘结剂 CBN 和 PCD 工具已在特定行业中使用。

例如，无粘合剂 CBN 工具主要用于航空航天和医疗行业。航空航天使用大量钛和钛合金。医疗行业还将钛和钴铬合金用于膝关节和髋关节等物品。

由于为这些行业生产零件可能很昂贵，因此通过工具的性能降低每个零件的成本可以帮助这些客户节省总体成本。

使用住友的 NCB100 无粘结剂 CBN 对钛合金进行车削的测试切削结果如下：

• 一致的切屑控制和持久的刃口，使刀具成为替代当前使用硬质合金的稳定精加工工艺的理想选择
• 剪辑时长 3 倍
• 移除材料量的 9 倍
• 最大限度地减少停机时间
• 减少操作员输入
• 不再需要多余的工具
• 启用无人值守操作

Schendel 说，降低成本是另一个好处。

“虽然这些商品的价格更高，但退货向客户展示了巨大的价值，”他说。

Schendel 补充说，在很多情况下，我们的传统 PCD (DA90) 可以以具有成本效益的方式粗加工和精加工工件。 “使用 DA90 进行粗加工，使用 NPD10 无粘合剂完成，这是经济高效的方式。”

“如果用户正在寻找硬质合金的镜面光洁度，或者他们必须在硬质合金中保持非常严格的公差，他们可以控制工件的尺寸并获得更好的一致性，一个接一个零件，使用无粘合剂选项而不是传统的 PCD，”他补充道。

“我们的目标始终是增加最终用户的底线，使他们的流程尽可能地盈利和高效，”Schendel 说。 “我们总是将用户的每个零件成本与他们现在处理零件的方式进行比较，因为我们的目标是提高他们的生产力。”

哪些工具帮助您提高了商店的生产力？您用什么来加工难切削的材料？在下面的评论中分享您的想法。