立方氮化硼刀片加工淬火鋼和鑄鐵的常見問題

時間：2015-01-05作者：鄭州華菱超硬材料有限公司瀏覽：388

立方氮化硼刀片加工淬火鋼和鑄鐵的常見問題
    淬火鋼和鑄鐵作為脆/硬材料，是立方氮化硼刀片較常遇到的兩種加工材質(zhì)，其中淬火鋼作為塑性材料，雖然硬度較高，但硬切削時鐵屑仍然表現(xiàn)為長鐵屑；而鑄鐵件作為脆性材料，無論硬度高低無論是硬度HRC60以上的高鉻合金抗磨白口鑄鐵，還是硬度處于易切削范圍的HB190左右的灰口鑄鐵，均適合采用立方氮化硼刀片進行高速切削，由于在加工鑄鐵時，鐵屑均是短鐵屑，直接硬性了刀具的磨損機理和微觀切削狀態(tài)，所以從立方氮化硼含量和粒度講，加工鑄鐵和淬火鋼選用的牌號是不同的；從刀具損壞的微觀角度分析，加工淬火鋼和加工鑄鐵時，遇到的問題差異也很大。
    加工鑄鐵和淬火鋼的刀具牌號性能差異：
    1，加工淬火鋼時，一般采用低含量CBN刀具牌號，并根據(jù)具體加工狀態(tài)細分CBN粒度，如BN-H10適合連續(xù)精車淬火鋼，BN-H20適合斷續(xù)精車淬火鋼，BN-S20適合粗加工淬硬鋼及其他高硬度塑性材料。
    2，加工鑄鐵時，一般采用高含量的CBN刀具牌號，并根據(jù)加工狀態(tài)進一步細分CBN粒度，如加工高硬度高合金鑄鐵件的BN-K1，刀具韌性較好，粗加工高硬度鑄鐵毛坯時承受很高的切削沖擊和切削溫度；BN-S30牌號的抗沖擊韌性和高溫耐磨性能適中；而BN-K20牌號和BN-S300牌號適合高速（切削速度300m/min以上）和**高速精加工鑄鐵零件（切削速度800m/min以上）
    加工鑄鐵和淬火鋼較常見的問題：
    1，淬火鋼加工時積屑瘤問題：
立方氮化硼刀片粗加工時影響不大，精加工時應避免積屑瘤產(chǎn)生，而對于淬火鋼的以車代磨，一般應用于精加工中。
    一般認為切屑在CBN刀具**上粘結(jié)造成積屑瘤，當溫度和壓力很低或高溫時，不易形成積屑瘤。當壓力、溫度達到一定程度時，切屑底層材料中切應力**過材料的剪切屈服強度，使“滯留層”中流速為零的切削層被剪切斷裂粘結(jié)在前刀面上，粘結(jié)金屬層經(jīng)劇烈塑性變形后硬度提高，它可代替切削刃繼續(xù)剪切較軟的金屬層，依次層層堆積，高度逐漸增大而形成了積屑瘤。長高的積屑瘤在外力或振動作用下可能會脫落或局部斷裂，繼而又重復產(chǎn)生與脫落。
    積屑瘤對刀具切削加工有利也有弊，有利方面是它的硬度**工件的2-3倍，故堆積在切削刃上能代替切削刃切削，并保護切削刃，增大了實際工作前角，減小切削變形。不利方面是堆積成的鈍圓弧刃口造成擠壓和過切現(xiàn)象，降低加工精度，積屑瘤脫落后粘附在已加工表面上使表面粗糙不平。
    3，高速加工鑄鐵的震動問題
    采用立方氮化硼刀片加工鑄鐵件時，粗加工時由于受工件動平衡影響，一般采用BN-S30牌號采用200-500m/min的車削線速度，而精加工時，線速度在500m/min的情況經(jīng)常出現(xiàn)，甚至在運行穩(wěn)定的加工中心中，華菱超硬采用BN-S300牌號用2000m/min的線速度進行高速銑削灰口鑄鐵。
    在高速切削狀態(tài)下，切削震動帶來的加工精度不時困擾生產(chǎn)者，特別是對于鏜孔加工和薄盤類零件端面切削，震動較容易出現(xiàn)。以下是某公司采用配中塊進行深孔鏜鑄鐵零件的經(jīng)驗，分享如下。
    通過一個橋板相連接，其上安裝一個精鏜塊和一個配重塊，再通過GRAFLEX的模塊連接延長到長徑比 870/90 （幾乎是10倍?。虬灞话惭b在一臺臥式機床能伸縮的主軸上。該客戶用CCMT09T304-刀片，加工速度100m/min、f=0,21 mm/rev、48 rpm、Vf=10 mm/mn、L=770x6mm（即4620 mm）。結(jié)果是生產(chǎn)效率明顯受影響，而且刀具不時有振顫。使用CBN刀片CCGW09T304S01020，切削參數(shù)為VC=630 m/min、300 rpm,、f=0,16 mm/rev、 Vf=50 mm/min、L=770x6 mm （即 4620 mm），刀具壽命92.40分鐘。加工時間從原來的8小時減少到不到2小時(92, 40 min)！每年節(jié)約成本達100,000€！

    所以從立方氮化硼含量和粒度講，加工鑄鐵和淬火鋼選用的CBN刀具牌號是不同的；從刀具損壞的微觀角度分析，加工淬火鋼和加工鑄鐵時，遇到的問題差異也很大。

 

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