Comment choisir entre le diamant et le nitrure de bore cubique CBN
Apr 03, 2025
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Dans le domaine du traitement mécanique, le diamant (PCD) et le nitrure de bore cubique (CBN) sont connus sous le nom de "géants jumeaux des matériaux surhard". Ils deviennent des outils puissants pour des tâches d'usinage difficiles en raison de leur excellente résistance à la dureté et à l'usure. Cependant, les caractéristiques de performance des deux sont significativement différentes, et le choix du mauvais matériau peut entraîner une augmentation des coûts et une forte baisse de l'efficacité. Cet article fournira une analyse approfondie à partir de dimensions telles que la dureté, la stabilité thermique et les scénarios applicables pour vous aider à faire le choix optimal.
Qui est le meilleur?
Dureté et stabilité thermique
| abrasifs |
Diamant
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Cbn
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| produits |
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| Dureté |
Mohs dureté 10, le matériau le plus dur connu dans la nature, avec résistance à l'usure inégalée. |
La dureté Mohs est de 9,5, légèrement inférieur au diamant, mais toujours le deuxième matériel artificiel le plus dur. |
| Stabilité thermique |
À des températures élevées (supérieures à environ 700 degrés), il est sujet aux réactions chimiques avec des métaux tels que le fer, le cobalt et le nickel, conduisant à l'échec de la "graphitisation" (La transformation du diamant en structure de graphite). |
Il peut maintenir des performances stables à des températures élevées de 1200 degrés et a des propriétés antioxydantes extrêmement fortes. |
| Inertie chimique |
incapacité à traiter les métaux à base de fer (comme l'acier et la fonte), une baisse soudaine des performances dans environnements à haute température. |
Il réagit à peine avec le fer métaux et est le "choix naturel" pour le traitement des métaux ferreux. |
Conclusion:
- Le diamant est le «roi dureté», mais CBN est le «Dieu de guerre à haute température»!
- Le diamant a peur à la fois du fer et du feu, CBN est spécialement conçu pour les métaux à base de fer.
Adaptabilité matérielle
Champ de bataille en métal à base de fer: des matériaux tels que l'acier éteint (HRC 58-65), l'acier à grande vitesse, la fonte, etc. peuvent être considérés comme la "zone interdite" pour les diamants. Lorsque la température de traitement dépasse 400 degrés, le carbone dans le diamant subira une réaction de diffusion avec le fer: C + Fe → Fe3C (cémentite), provoquant des "parties abrasives" consommées ". Les atomes B et N de CBN subissent à peine des réactions chimiques avec des métaux à base de fer et peuvent maintenir une coupe nette même à des températures élevées générées par le broyage sec (jusqu'à 800-1000).
Dans le domaine des matériaux durs et cassants, de la céramique, du verre, des alliages durs (comme YG20), des pierres précieuses et d'autres matériaux nécessitent une résistance à l'usure extrême. La dureté ultra-élevée et la structure isotrope du diamant peuvent parfaitement correspondre au mécanisme d'élimination fragile de ces matériaux. Bien que CBN puisse également traiter ces matériaux, son taux d'usure est 3-5 fois plus rapide que le diamant
Comment choisir?
Types de matériaux transformés
Choisissez Diamond:
- Matériaux non ferreux / fragiles durs: céramique, verre, alliages durs, pierre, alliages en aluminium de cuivre, etc.
- Avantages: La dureté élevée apporte une durée de vie ultra longue et la surface transformée a une excellente douceur.
- Tabou:Strictement interdite pour une utilisation sur des métaux à base de fer tels que l'acier et la fonte!
Choisissez CBN:
- Métaux de dureté haute à base de fer: acier éteint, acier à grande vitesse, fonte, alliages de titane, alliages à haute température, etc.
- Avantages: Il ne s'adoucit pas à des températures élevées, et sa stabilité chimique évite le phénomène de "s'en tenir au couteau".
- Tabou: Le traitement des matériaux non ferreux est inefficace et rentable.
Cas typique:
- Un certain outil de coupe en alliage dur a utilisé à tort CBN pour traiter les alliages durs, entraînant une diminution de 50% de l'efficacité; Après être retourné à Diamond, la capacité de production a doublé.
- Une certaine usine de vitesses automobiles utilisait à l'origine du diamant pour moudre des engrenages en acier éteintes, avec une perte mensuelle de 150000 yuans; Après être passé à CBN, la durée de vie de l'outil est augmentée de trois fois et le coût annuel est sauvé de 500000 yuans.
Traitement la température et l'environnement
- Grincement sec à haute température: CBN est un incontournable!
- Le diamant graphise rapidement à haute température pendant le broyage sec, provoquant la fissuration du bord de coupe.
- Grincement humide ou transformation à basse température: hiérarchisez le diamant.
- Le liquide de refroidissement adéquat peut supprimer la défaillance à haute température du diamant et tirer parti de son avantage de dureté.
Guide de scénario d'application pratique
Scénario 1: Usinage des blocs de cylindres de moteur automobile (fonte)
Mauvais choix: outils de coupe de diamant - échoue rapidement à des températures élevées, entraînant une augmentation des coûts.
Solution correcte: lame CBN - résistant à une température et à une usure élevées, avec une augmentation de 40% de l'efficacité de traitement.
Scénario 2: broyage de la plaque arrière en céramique pour les téléphones mobiles
Mauvaise sélection: roue de broyage CBN - force de broyage insuffisante, la rugosité de surface ne répond pas à la norme.
Solution correcte: roue de broyage en diamant - La dureté élevée atteint la douceur du niveau nanométrique.
Rappelez-vous le principe:
- Diamond: le "compagnon à vie" des matériaux non ferreux, mais il "décède" en voyant le fer.
- CBN: Le terminateur des métaux à base de fer, mais le champ non ferreux n'est pas adapté aux conditions locales.
Conclusion
Dans l'industrie manufacturière de plus en plus compétitive d'aujourd'hui, le choix des bons matériaux d'outils peut déterminer directement la marge bénéficiaire d'une entreprise. Diamond et CBN ont leurs propres avantages, et il n'y a pas de "roi" éternel. Ce n'est qu'en correspondant avec précision aux besoins de traitement que nous pouvons faire un choix judicieux!
Bien que théoriquement, le diamant ne peut pas être utilisé pour traiter les métaux noirs. Mais dans les applications pratiques, les abrasifs composites, qui sont des abrasifs mixtes de diamant et de CBN, sont souvent utilisés. Il a généralement un bon effet. Par exemple, dans la production de roues de broyage CBN pour les voies ferrées de broyage, les abrasifs en diamant et les abrasifs en carbure de silicium sont ajoutés, ce qui facilite la suppression des puces et améliore la durée de vie pendant le broyage de la voie ferrée.
Dans la fabrication de lames de scie pour couper le béton armé, le diamant est généralement utilisé comme abrasif. Dans les applications pratiques, les lames de scie circulaire de diamant avec du diamant, car l'abrasif principal a de bons résultats dans la coupe des barres d'acier. Si CBN est utilisé comme abrasif pour le moment, non seulement le coût augmentera considérablement, mais la durée de vie diminuera également de manière significative.
En résumé, l'expérience et la pratique des outils Huice au fil des ans ont prouvé que l'utilisation des abrasifs Diamond et CBN ne peut pas être uniquement basé sur les connaissances théoriques des manuels. Par exemple, dans le traitement de nombreux métaux noirs, le diamant est utilisé comme abrasif pour la coupe, un abrasif mixte de diamant et de CBN peut être utilisé pour le broyage rugueux, et un seul abrasif CBN est utilisé pour le broyage et le polissage fins.
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