Obraz0029 2

29

1.5. Materiały supertwarde

1.5.1. Sześcienny azotek boru (borazon)

Sześcienny azotek boru (CBN), zwany także borazonem, jest materiałem narzędziowym, który twardością ustępuje jedynie diamentowi, zachowując ją w bardzo wysokich temperaturach. Nie występuje naturalnie w przyrodzie i jest wytwarzany przy użyciu technologii opracowanej do produkcji syntetycznych diamentów - w wysokiej temperaturze (rzędu 150G°C) i pod wysokim ciśnieniem (8 GPa). W takich warunkach kryształy heksagonalnego azotku boru przekształcają się do postaci sześciennej. W celu poprawienia gęstości stosowane są niewielkie dodatki metalowego lub ceramicznego spoiwu, a od jego rodzaju i zawartości zależą właściwości materiału. Obecnie najbardziej rozpowszechnione są dwa produkty: BZN® firmy GEC i Amborite® firmy De Beers.

W porównaniu z ceramiką borazon jest oczywiście twardszy, bardziej odporny na ścieranie, bardziej wytrzymały, ma jednak gorszą stabilność chemiczną w⁷ czasie obróbki oraz odporność na szok termiczny. Jest bardzo drogi (20-30 razy droższy niż wągliki spiekane), znajduje więc zastosowanie tylko tam, gdzie inne materiały zawodzą, a więc przy obróbce stali hartowanych (łącznie ze stalą szybkotnąca), białych żeliw stopowych, elementów utwardzanych powierzchniowa, stopów żaroodpornych opartych na niklu i kobalcie. Borazon nie powinien być stosowany do obróbki materiałów o twardości niższej niż 48 HRC, ponieważ zużycie ostrza jest wtedy większe - im twardszy jest materiał obrabiany, tyrn zużycie mniejsze. Pozwala to na uzyskanie powierzchni obrobionej bardzo dobrej jakości, co czym toczenie atrakcyjną alternatywą dla szlifowania. Stosuje się umiarkowane prędkości skrawania i raczej małe posuwy. Na przykład hartowana stal (60-68 HRC) może być toczona z prędkością 50-120 m/min i posuwem 0,2-0,4 mm/ofcr., przy głębokościach nieprzekracza-jących zwykle 2 mm. Siły skrawania są duże, ze względu na ujemne kąty natarcia i twardość materiałów obrabianych za pomocą CBN. Dlatego przy jego stosowaniu konieczne jest zapewnienie odpowiedniej mocy i sztywności obrabiarki.

CBN jest wykorzystywany w narzędziach w postaci warstwy (mniej niż 5 mm) nałożonej na podkład z węglika spiekanego, naroża w płytce z węglika bądź też w postaci jednolitych płytek. Podobnie jak w przypadku narzędzi ceramicznych często stosuje się sfazowanie krawędzi skrawającej, która jest starannie wygładzana. CBN jest szeroko stosowany jako materiał ścierny w ściernicach borazonowych.