CBN材質數控刀片高速加工鑄鐵件降低加工成本
刀具在某種程度上改變工藝作為針頭線腦的刀具如果我們了解了它的性能并加以正確運用進而改善機加工工藝提高加工效率完全可以為企業帶來不菲收益鑄鐵件由于硬而脆的特性決定了比普通鋼件更費刀具隨著切削技術的進步和刀具材質的發展如何選擇刀具材質成為機加工工藝員的考慮問題之一華菱超硬刀具工程師根據結合在鑄鐵件行業加工經驗從高速切削和高硬度切削方面常用的刀具新材料方面總結經驗拋磚引玉
鑄鐵件含灰口鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵白口鑄鐵及各種合金鑄鐵根據切削加工性來講灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵以及部分合金鑄鐵屬于易切削材質而蠕墨鑄鐵白口鑄鐵和高合金耐磨鑄鐵（如硬度HRC60的高鎳鉻合金鑄鐵）屬于難切削材料
對于灰鑄鐵的機加工采用新型刀具材質牌號實現高速切削是目前的趨勢華菱超硬立方氮化硼刀具 BN-S30BN-K20等牌號在灰鑄鐵加工中應用無疑是最成功的另外立方氮化硼刀具BN-K1牌號各種冷硬鑄鐵耐磨合金鑄鐵白口鑄鐵等高硬度鑄鐵件加工中已經被證實是高效低成本的切削刀具但是在球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵加工中由于立方氮化硼刀具 與游離態鐵素體的親和作用仍然需要進一步研究針對高強度球墨鑄鐵加工華菱超硬推出的BN-K20牌號與普通合金刀具相比取得驚人刀具壽命平攤到每個加工工件的刀具成本大幅度下降且加工效率得以提高數倍
一灰口鑄鐵加工用刀具材質
盡管球墨鑄鐵和和蠕墨鑄鐵的應用在不斷增加但灰鑄鐵的應用依然強勢在汽車制造業還會繼續保留大量的灰鑄鐵加工尤其是制動鼓和制動盤不過如今的加工條件已經與過去有所不同由于立方氮化硼刀具的使用切削速度已經比10年前提高了大約提高了335m/min高速切削產生的更高溫度可能會溶解切削刀片的涂層硬質合金其方式與立方氮化硼刀具 與鐵素體之間產生的化學反應非常類似鑄鐵工件硬而脆車削鑄鐵工件時數控刀片需要承受更高的切削熱和切削力目前車削鑄鐵工件的數控刀片多為硬質合金涂層刀片涂層厚度一般在8微米--20微米帶涂層的數控刀片在遇到鑄造缺陷時涂層崩損后露出合金本體造成涂層硬質合金數控刀片車削鑄鐵工件時耐用度低的現象
為灰鑄鐵的高速加工切削速度可高達550m/min而專門設計的立方氮化硼刀具BN-S30牌號BN-K10及BN-K20牌號已經投入市場這些用于高速切削的立方氮化硼刀具可使刀具長時間保持高耐磨性以提高生產率在使用新型HLCBN立方氮化硼刀具 粗加工灰鑄鐵制動盤零件的加工試驗中切削速度范圍400-1658m/min與使用氮化硅陶瓷刀片相比刀具壽命提高了一倍生產率提高了20-200%這種生產率的提高是因為HLCBN 立方氮化硼刀具具有更好的切削刃韌性使其能夠采用比陶瓷刀片更高的進給率
二球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵加工刀具
盡管聚晶立方氮化硼刀具 已被證明是一種性能卓越的切削刀具材料在切削灰鑄鐵時可以達到幾乎無限長的刀具壽命但遺憾的是用立方氮化硼刀具 加工球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵時則會受到化學溶解作用的影響在這些加工中刀具材料與鑄鐵中更高的含鐵量相互作用從而會造成刀具快速磨損這一難題推動了開發一種能夠抵御化學作用的刀具牌號的需求華菱超硬BN-K20和BN-S30就是針對以上球墨鑄鐵加工機理研制而成常用于珠光體球墨鑄鐵的高速切削如QT500QT600QT700QT800QT900等高強度強墨鑄鐵的粗精加工中（下圖為立方氮化硼刀具發生溶解性磨損狀態）
為了加工這些新型鑄鐵材料要求刀具既要提高耐磨性又要具有非常好的韌性而這兩種性能是很難同時兼顧的為了應對這種挑戰許多刀具制造商都在全力開發能提供這兩種性能最優組合的刀具
三奧貝球鐵與白口鑄鐵等高硬度耐磨鑄鐵加工刀具
奧貝球鐵是一種新型的耐磨合金鑄鐵現在的高牌號的正火態QT800-6和QT900-6等溫淬火球墨鑄鐵ADI才是名副其實的人參鐵白口鑄鐵中國早在春秋時代就制成了抗磨性良好的白口鑄鐵用作一些抗磨零件這種鑄鐵具有高碳低硅的特點有較高的硬度但很脆用得最廣泛的是含鉻量為12％～20％的高鉻白口鑄鐵組織中形成crFe7C3的碳化物奧貝球鐵和白口鑄鐵加工用CBN刀具 已經被證實是可靠的加工刀具白口鑄鐵又含高鉻白口鑄鐵（簡稱為高鉻鑄鐵）中鉻低鉻白口鑄鐵也包括常見的普通鑄鐵含白口現象華菱超硬作為超硬刀具行業先驅者對鑄鐵材質加工與刀具材料方面的研究一直遙遙領先推出的非金屬粘結劑CBN刀具材料（HLCBN刀具 ）BN-K1牌號具備了完美的抗沖擊韌性和耐磨性平衡BN-K1牌號常用與高合金鑄鐵加工領域如高鉻合金鑄鐵高鎳鉻冷硬鑄鐵等溫淬火后的球墨鑄鐵高硅鉻鉬合金鑄鐵等材質
CBN材質數控刀片高速加工鑄鐵件降低加工成本
以華菱BN-K1牌號整體立方氮化硼刀片斷續車削渣漿泵零件為例采用整體BN-K1牌號CBN刀片車削渣漿泵葉輪外圓由于葉輪有5枚葉片故為斷續切削BN-K1牌號刀片切削參數為vc=75m／minap=5mmf=0.1mm／r切削過程中葉輪每轉一周刀具要承受5次沖擊一次走刀一個刀刃要承受3000多次沖擊切削結果顯示BN-K1牌號切完一個工件后沒有產生斷裂破碎一片刀片相當于25片陶瓷刀片充分展現了其耐熱抗沖擊性能不僅大大降低了刀具的使用成本而且使生產效率提高了5倍采用BN-K1牌號立方氮化硼刀片精車內孔孔深80mm切削參數vc=100m／minap=1mmf=0.5mm／r內孔一次精車完成測得兩端尺寸相同無退刀現象BN-K1牌號耐磨性好加工零件尺寸的一致性得到保障而陶瓷刀具精車需要3～4刀才能完成并且切削時刀片刃部磨損較快致使切削抗力增加產生退刀現象嚴重影響了加工表面的質量可見在高硬度鑄件的粗加工方面陶瓷刀具已經失去優勢
隨著機械行業的競爭日益激烈如何能通過正確選用機加工刀具材質來改善加工工藝進而提高加工效率降低綜合成本成為機加工工藝員的考慮問題作為針頭線腦的刀具如果我們了解他們的性能并加以正確選擇完全可以為企業帶來不菲收益
