住友无结合剂CBN与PCD刀具：重塑难加工材料切削的耐用性与通用性标杆
棘手加工任务有时需多次换刀，耐用延长寿命刀具极具吸引力。本文解析住友无结合剂CBN与PCD刀具如何为难切削材料提供持久、硬切削选项。
住友始终致力于产品线现代化。
其研发最新成果是一套切削刀具，赋予最终用户加工难切削材料(如钛合金)更大通用性。
住友工程师成功开发无结合剂CBN(立方氮化硼)和无结合剂PCD(多晶金刚石)刀具。
这些产品直接结合纳米或亚微米级颗粒，不使用金属结合剂材料。这种"无结合剂"技术比传统CBN/PCD更硬、导热性更好，允许更高效率，为重视生产率、刀具寿命和通用性的机加工人带来巨大收益。
"客户永远追求：刀具更耐用、表面更好、成本更低，"住友电工硬质合金应用工程师George Schendel说。
"因此开发者始终以无结合剂产品为目标，因预感其有益处，"他补充道。"结合剂是切削刀具材料弱环，但从未有人能做到——直到我司科学家给出当前方案。"
无结合剂CBN与PCD的科学原理
新开发工艺下，住友工程师开发出可紧凑排布的微小碳晶粒，尺寸比以往颗粒小100倍。这些颗粒直接相互结合，中间无结合剂材料，提供极高硬度。
"传统方法用金属结合剂将杂质引入切削刃。无结合剂制造得极纯切削刃，寿命更长，对用户极具成本效益，"Schendel说。
"烧结时，这些微小颗粒间立方晶格相互咬合，颗粒尺寸实际增长；长成仍比常规产品小得多的较大颗粒，但这些颗粒相互结合，立方晶格咬合极强，"Schendel说。
他解释此类切削刀具终极目标是硬。常规工具用结合剂合成材料时，削弱颗粒间结合，意味着刀片有失效点，切削刃会失去形状，从而无法继续工作。
"无结合剂使颗粒间结合强于颗粒本身，从而改善切削材料性能，"Schendel说。
无结合剂材料应用领域
住友两款无结合剂产品：
无结合剂CBN (NCB100)：
- 适合钛合金、钴铬合金、硬质合金及其他难切削材料高效精加工。
- 提供无与伦比尺寸精度和降低表面粗糙度，大幅延长刀具寿命，实现最优成本效益。
无结合剂PCD (NPD10/DA90)：
- 最适合硬质合金和硬脆材料精加工，主要针对钨钴硬质合金。
- 长期保持优异尺寸精度。
- 纳米多晶金刚石实现硬质合金高精度加工，拥有卓越耐磨性。
- 大幅减少刀具翻转索引次数 vs 传统金刚石刀具，提升工作效率降低总成本。
如上所述，CBN高度适用于钛及钛合金，PCD用于钨钴硬质合金等硬脆材料，多数人现靠磨削加工。
"您可用NPD10无结合剂PCD切削刃切割硬质合金铣刀，一些压铸厂用于硬质合金冲头，制造透镜型腔/模具的公司用其切削透镜实际型腔，"Schendel说。"通常需磨削制造该块，现在可直接切削。"
新无结合剂技术允许更好刀具寿命，显著提升最终用户吞吐量，Schendel解释。
"缩短周期时间，制造商可加速运行、日产更多零件——增利润，"他说。"或职业车间更快完成小批量订单，机床更快腾挪给下单，年吞吐量大增，永远是大加分。"
车间生产率提高，所需机床操作员也减少，他补充："若当前招工难，此刀具助力用更少人生产更多。"
航空航天、医疗行业受益
无结合剂CBN和PCD刀具在特定行业有用武之地。
例如，无结合剂CBN刀具主要用于航空航天和医疗。航天大量用钛和钛合金。医疗用钛和钴铬制膝/髋关节。
因这些行业造零件昂贵，通过刀具性能降低单件成本有助客户整体成本节约。
钛合金车削中用住友NCB100无结合剂CBN测试切削返回以下结果：
- 稳定切屑控制和持久刃口，成替代硬质合金稳定精加工工艺的优秀候选
- 切削寿命延长3倍
- 材料去除量9倍
- 最小化停机时间
- 减少操作员干预
- 消除冗余刀具需求
- 实现无人值守操作
成本降低是另一收益，Schendel说。
"虽这些产品价格较高，但回报显示客户获得巨大价值，"他说。
许多情况下，我司传统PCD (DA90)能粗精加工一体化且具成本效益，Schendel补充。"DA90粗加工、NPD10无结合剂精加工，是最具成本效益方式。"
"若用户追求硬质合金镜面光洁度，或须在硬质合金中保持极紧公差，无结合剂选项比传统PCD能更好控制工件尺寸、获得更好一致性，零件接连不断，"他补充。
"我们目标始终是提升最终用户利润底线，让其工艺尽可能盈利高效，"Schendel说。"我们总对比用户当前单件成本与现行加工方式，因旨在提升其生产率。"
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