【中國機床商務網(wǎng)】導讀：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，*可以為企業(yè)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(shù)的進步和刀具材質(zhì)的發(fā)展，如何選擇刀具材質(zhì)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(jù)結(jié)合在鑄鐵件行業(yè)加工經(jīng)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(jié)經(jīng)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(jù)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(zhì)；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(zhì)牌號實現(xiàn)高速切削是目前的趨勢，華菱超硬立方氮化硼刀具BN-S30，BN-K20等牌號在灰鑄鐵加工中應用無疑是zui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(jīng)被證實是低成本的切削刀具。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(tài)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(shù)倍。
　　
　　一，灰口鑄鐵加工用刀具材質(zhì)
　　
　　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(yè)，還會繼續(xù)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(jīng)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(jīng)比10年前提高了大約提高了335m/min。高速切削產(chǎn)生的更高溫度可能會溶解切削刀片的涂層硬質(zhì)合金，其方式與立方氮化硼刀具與鐵素體之間產(chǎn)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(shù)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(shù)控刀片多為硬質(zhì)合金涂層刀片，涂層厚度一般在8微米--20微米，帶涂層的數(shù)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(zhì)合金數(shù)控刀片車削鑄鐵工件時耐用度低的現(xiàn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)率提高了20-200%。這種生產(chǎn)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(fā)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QT500，QT600，QT700，QT800，QT900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(fā)生溶解性磨損狀態(tài)）：
　　
　　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(zhàn)，許多刀具制造商都在全力開發(fā)能提供這兩種性能*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(xiàn)在的高牌號的正火態(tài)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zui廣泛的是含鉻量為12％～20％的高鉻白口鑄鐵，組織中形成（cr，F(xiàn)e）7C3的碳化物。奧貝球鐵和白口鑄鐵加工用CBN刀具已經(jīng)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(xiàn)象，華菱超硬作為超硬刀具行業(yè)者，對鑄鐵材質(zhì)加工與刀具材料方面的研究一直遙遙，推出的非金屬粘結(jié)劑CBN刀具材料（HLCBN刀具）BN-K1牌號具備了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(lǐng)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(zhì)。

　　
　　以華菱BN-K1牌號整體立方氮化硼刀片斷續(xù)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(xù)切削。BN-K1牌號刀片切削參數(shù)為：vc=75m／min，ap=5mm，f=0.1mm／r。切削過程中，葉輪每轉(zhuǎn)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(jié)果顯示：BN-K1牌號切完一個工件后沒有產(chǎn)生斷裂破碎，一片刀片相當于25片陶瓷刀片，充分展現(xiàn)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(chǎn)效率提高了5倍。采用BN-K1牌號立方氮化硼刀片精車內(nèi)孔，孔深80mm，切削參數(shù)：vc=100m／min，ap=1mm，f=0.5mm／r。內(nèi)孔一次精車完成，測得兩端尺寸相同，無退刀現(xiàn)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(chǎn)生退刀現(xiàn)象，嚴重影響了加工表面的質(zhì)量。可見在高硬度鑄件的粗加工方面，陶瓷刀具已經(jīng)失去優(yōu)勢。
　　
　　隨著機械行業(yè)的競爭日益激烈，如何能通過正確選用機加工刀具材質(zhì)，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，*可以為企業(yè)帶來不菲收益。