Кубический нитрид бора характеризуется уникальной комбинацией физико-механических и химических свойств. Расположение атомов в кристаллической решетке принадлежит структурному типу кубическая, которая определяют высокую плотность и твердость кристаллов Кубического Нитрида Бора (Рис. 1). В результате среза кристаллов вдоль плоскости сдвига, то есть разрыва атомных связей, при срезки передних поверхностей, кристаллы кубического нитрида бора постоянно обновлять, благодаря этому, достигается высокая и устойчивая режущая способность (Рис. 2).
Сочетание высокой прочности и теплостойкости позволяет использовать шлифовальные инструменты из кубического нитрида бора на высоких скоростях. Из-за высокой твердости и низкого коэффициента трения при высокоскоростном шлифовании стали инструментом из кубического нитрида бора, достигается высокая производительность качественный результат, без фазовых и структурных изменений в поверхностном слое. Механическая прочность зерен кубического нитрида бора зависит от фазы внутренней структуры и изометрии зерна. Модуль упругости кубического нитрида бора (706 ГПа) значительно больше, чем у обычных абразивов (296-365 ГПа). Это исключает, схватывание при взаимодействии с обработанным материалом, что уменьшает силы и температуру при шлифовании.
Тепловые характеристики кубического нитрида бора (670 Дж/кг°C) более низкие, чем у електрокорунда. Коэффициент линейного теплового расширения кубического нитрида бора в 1,5 -3 раза ниже, чем у електрокорунда. Вот почему, зерна кубического нитрида бора имеют более низкую тепловую деформацию.
Химическая пассивности при взаимодействии с металлами является важной особенностью кубического нитрида бора, в отличие от алмаза и карбида кремния, он неактивен с железом, основания металлов и железа с карбидом кремния, которые снижают диффузию и ухудшает склеивание зерен.
Кристаллы кубического нитрида бора не теряют своих свойств при резке, фазовую структуру и прочность до температуры 1100-1200C°. Более того, при температуре от активного окисления прочность зерна растет так, как зерна овализованны и появляющийся на них слой борного ангидрида B2O3, цементирует дефекты поверхности. Формирование B2O3 слоя на зернах кубического нитрида бора препятствует диффузии кислорода. Заметно окисление кристаллов кубического нитрида бора начинается при температуре свыше 1200°C. Таким образом, кубический нитрид бора значительно отличается по прочности, стойкости, абразивной способности, теплопроводности и химической стойкости от стандартных абразивных материалов (електрокорунда, карбида бора), то есть по всем параметрам, определяющих качество и эффективность инструментальных абразивных материалов.
 |
 |
Тепловые характеристики кубического нитрида бора (670 Дж/кг°C) более низкие, чем у електрокорунда. Коэффициент линейного теплового расширения кубического нитрида бора в 1,5 -3 раза ниже, чем у електрокорунда. Вот почему, зерна кубического нитрида бора имеют более низкую тепловую деформацию. Химическая пассивности при взаимодействии с металлами является важной особенностью кубического нитрида бора, в отличие от алмаза и карбида кремния, он неактивен с железом, основания металлов и железа с карбидом кремния, которые снижают диффузию и ухудшает склеивание зерен.
В зависимости от условий роста, состава и свойств среды кристаллизации, синтезированный кубический нитрид бора образовывается, множество, друза (группа сросшихся кристаллов) рекристаллизации, рост двойных и монокристаллов различных степеней фаз кристалла.
Формы кристаллов кубического нитрида бора.
Электролиз никелевым покрытием
Надежность и эффективность абразивных инструментов в значительной степени зависит от прочности удержания зерна в связке.
Из-за слоя електролизованного никеля на передней поверхности, зерна кубического нитрида бора хорошо связываются со связкой, что гарантирует надежное удержание зерен до полной потери абразивной способности во время работы инструмента. Во время электролитического нанесения оболочки никеля, передняя поверхность кристалла каталитически активизирована, таким образом достигается оптимальное прилипание между зернами кубического нитрида бора и никелем.
Теплопроводность кубического нитрида бора без покрытия, равняется 41,9 Вт/(м.·°C), что от 2 до 4 раз выше, чем у обычных абразивов. Это обеспечивает интенсивный отвод теплоты, от рабочей поверхности зерен кубического нитрида бора возникающие во время шлифования, в то время как покрытие самого кристалла помогает, для распространения температуры дальше на связку, которая понижает общую температуру шлифования. Таким образом, предложенное покрытие значительно улучшает термофизические свойства инструмента.
CBN H600 60N
 x3500 |
 x1000 |
 x100 |
 x200 |
Теплостойкость
Основными эксплуатационными характеристиками абразивных материалов является инструментальная теплостойкость - способность материалов сохранять механические свойства и структуру от множественных тепловых перепадов. Высокая теплостойкость обеспечивается с одной стороны, свойствами вещества - низкий показатель коэффициента теплового расширения и модуля упругости, высокой теплопроводности, и, с другой стороны, поскольку влияет степень безупречности кристаллической структуры, количество примесей и дефектов в материале.
Степень тепловой стабильности, в настоящее время, оценивается в результате сравнения основной механической твердости кристаллов и соответствующей твердости после тепловой обработки, включая нагревание, изотермическую воздействию и охлаждению. Термическая обработка производится в водородной среде в 1200°C, и время теплового воздействия составляет 20 минут.
| Библиотека |