Что нужно знать об абразивах из кубического нитрида бора

Что такое кубический нитрид бора?

Кубический нитрид бора - это очень твердый материал, используемый в абразивной промышленности. Много лет назад инженеры отметили, что по твердости он не уступает природному алмазу. Однако его термическая и химическая стабильность во многих случаях выше. Это делает кубический нитрид бора лучшим выбором для резки, шлифовки и полировки.

Сравнение кубического нитрида бора с алмазными абразивами

И кубический нитрид бора, и алмаз славятся своей твердостью. Алмазные абразивы давно используются для резки камня и в других областях. Однако кубический нитрид бора обладает уникальными преимуществами. Например, кубический нитрид бора выдерживает высокие температуры лучше, чем алмаз. При шлифовании металлов кубический нитрид бора предпочтительнее, поскольку алмаз склонен к износу при контакте с некоторыми металлическими элементами.

С точки зрения стоимости, алмазные абразивы иногда могут быть более дорогими и не идеально подходят для любого применения. В повседневных промышленных условиях кубический нитрид бора обеспечивает более длительный срок службы при неизменной производительности. Механики старой школы ценят кубический нитрид бора за его стабильное поведение в суровых условиях. Этот материал хорошо зарекомендовал себя в тяжелых условиях эксплуатации.

Дополнительная информация: HBN, CBN и WBN: Сравнительный анализ полиморфов нитрида бора

Типы абразивных материалов из кубического нитрида бора

Существует несколько типов абразивов из кубического нитрида бора, предназначенных для различных областей применения. Они бывают различных форм и размеров. Основными типами являются шлифовальные круги, порошки, микрозерна и поликристаллические инструменты.

--Шлифовальные круги из кубического нитрида бора (на связке и с покрытием)

Шлифовальные круги из кубического нитрида бора - один из самых распространенных инструментов для промышленного шлифования. Эти круги бывают двух видов: со связкой и с покрытием.

В шлифовальных кругах со связкой используется смесь кубического нитрида бора и связующей смолы или металла. Такая связка прочно удерживает абразивные частицы на месте. Шлифовальные круги на связке отличаются долговечностью и используются для более сильного шлифования.

Шлифовальные круги с покрытием имеют тонкий слой кубического нитрида бора, нанесенный на их поверхность. Они используются для более легкого шлифования и финишной обработки. Покрытие обеспечивает точность, но изнашивается быстрее, чем связка. У обоих типов есть свои достоинства. Опытный инженер выберет тип в зависимости от обрабатываемых материалов и желаемого качества обработки.

--Порошок кубического нитрида бора и микрозерна

Порошки из кубического нитрида бора находят широкое применение при обработке поверхностей и тонком шлифовании. Они выпускаются с различной зернистостью. Более грубые порошки полезны для удаления тяжелых материалов. Более тонкие порошки отлично подходят для обработки поверхностей и полировки.

Микрозерна кубического нитрида бора - еще более тонкие, с очень маленьким размером частиц. Производители любят их для детальной обработки. Тонкое шлифование и прецизионная полировка выигрывают от контролируемой абразивности этих микрозерен. Мелкие зерна позволяют получить гладкую поверхность даже на прочных металлических поверхностях. Они широко используются как в автомобильной, так и в аэрокосмической промышленности.

Методы синтеза кубического нитрида бора (высокое давление, высокая температура, химическое осаждение из паровой фазы)

Существует два основных метода синтеза кубического нитрида бора: высокотемпературный метод высокого давления (HPHT) и химическое осаждение из паровой фазы (CVD).

Метод высокого давления и высокой температуры имитирует естественное образование алмаза и других подобных веществ. При этом методе под большим давлением и при высокой температуре гексагональный нитрид бора превращается в кубический нитрид бора. Получается прочный и высококачественный продукт, хорошо подходящий для промышленного применения.

Метод химического осаждения из паровой фазы использует газофазные химические реакции. При этом на подложку наносится тонкая пленка кубического нитрида бора. Этот метод полезен в тех случаях, когда желательно наличие поверхностного покрытия. Оба метода имеют свои достоинства и ограничения. Выбор часто зависит от желаемого размера зерна, чистоты и специфики применения.

Области применения абразивов из кубического нитрида бора

Абразивные материалы из кубического нитрида бора находят широкое применение во многих областях. Они используются в шлифовальных инструментах для деталей из закаленной стали. Они популярны в цехах металлообработки и на станках. Многие автомобильные детали обрабатываются с помощью этих абразивов. Аэрокосмическая промышленность также выигрывает от их высокой термической стабильности.

В процессе производства инструментов кубический нитрид бора используется для финишной обработки поверхностей и точного удаления материала. В одном случае ремонтная мастерская использовала шлифовальные круги из нитрида кубического бора для доводки кромок закаленных штампов. На промышленных предприятиях порошки из нитрида кубического бора используются для получения полированной поверхности высокопрочных материалов.

Один из распространенных примеров - автомобильная промышленность. Компоненты двигателя требуют точных размеров и гладких поверхностей. Инструменты из нитрида кубического бора сохраняют свою твердость и не изнашиваются слишком быстро даже при интенсивной эксплуатации. Такая надежность повышает ценность продукции за счет сокращения времени простоя и необходимости замены инструмента.

Другой реальный пример связан с аэрокосмической отраслью. При работе с высокотемпературными сплавами полировальные инструменты из кубического нитрида бора обеспечивают стабильное качество. Их эффективность при высоких нагрузках и температурах хорошо документирована. В результате процесс обработки становится более безопасным и эффективным.

Заключение

Абразивные материалы из кубического нитрида бора отличаются своей долговечностью и высокой производительностью. Они являются разумным выбором для многих задач шлифования и полирования. По сравнению с алмазными абразивными материалами кубический нитрид бора обеспечивает лучшую термическую стабильность в некоторых областях применения. Разнообразие продукции, от шлифовальных кругов до поликристаллических инструментов, позволяет индивидуально подходить к решению различных производственных задач.

Часто задаваемые вопросы

F: Чем кубический нитрид бора лучше алмаза при шлифовании металлов?
В: Кубический нитрид бора выдерживает высокие температуры и меньше реагирует с черными металлами, чем алмаз.

F: Каковы основные типы абразивных материалов из кубического нитрида бора?
В: К ним относятся шлифовальные круги, порошки, микрозерна и поликристаллические инструменты.

F: Какие методы синтеза используются для получения кубического нитрида бора?
В: Основными методами являются высокотемпературный метод высокого давления и метод химического осаждения из паровой фазы.