车加工高硬度铸铁工件的cbn刀具 断续加工高硬度铸铁解决气孔夹砂加工难问题

       高硬度铸铁顾名思义就是在铸铁中加入一定的合金元素可以改变铸铁的铸态或热处理后的组织，从而改变其物理性能和化学性能（例如硅、锰、磷、镍、铬、铜、铝硼、钒、钛、锡等）。合金元素能使铸铁基体发生变化。目前最常见的高硬度铸铁分别为高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁、耐磨铸铁、高镍合金铸铁、高铬合金（耐磨）铸铁等。高铬铸铁适用于轧辊，衬板，工业泵行业等零件；冷硬铸铁用于制造轧辊、车轮等零件；耐磨铸铁主要用于机床导轨、轴承等零件。由于高硬度铸铁件硬度一般在HRC45以上，并且大件铸造的毛坯表面加工余量不匀和气孔、砂眼等铸造缺陷，使加工难度增加，所以选择正确的刀具尤为重要。

       高硬度铸铁方面的应用：

高硬度铸铁良好的性能使它在生产生活中应用广泛。高硬度铸铁大致可以分为高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁、耐磨铸铁、高镍合金铸铁、高铬铸铁等。下面就为大家介绍它们各自的应用领域：

高铬铸铁在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等行业应用广泛；镍硬铸铁则适合轧锟、车轮等零件；耐磨铸铁主要用来生产机床导轨、轴承等零件；高镍合金铸铁因其有良好的耐磨性，广泛应用于磨球、平盘磨辊套和E型磨环等部件的生产。

加工高硬度铸铁刀具的选型方案以及优缺点：

（1）硬质合金刀具：     

加工高硬度铸铁件时，由于高硬度铸铁件硬度一般在HRC45以上，尤其加工大件时切削时间长，硬质合金刀具不耐磨，换刀频次高，影响加工效率和表面粗糙度，所以硬质合金一般适合加工小批量小工件，硬质合金刀具可以满足加工要求，常用刀具牌号有YG6，YG6X。但是随着高硬度铸铁硬度强度的提高，使用这些普通的硬质合金刀具加工高硬度铸铁的表面，不但硬质合金焊接刀头加工工序特复杂，刀头易磨损，点、气孔出现崩刃。由于刀片的不耐磨经常更换刀刃总体加工效率不是很理想。

（2）陶瓷刀具：         

由于高硬度铸铁硬度的提高，硬质合金刀具加工不了，之后又研发出陶瓷刀具，陶瓷刀片具有高硬度和耐磨性好，热稳定性好，抗氧化，适合高硬度材料的加工。但陶瓷刀具对冲击和震动载荷比较敏感，所以要求车床要有良好的刚性，足够的功率和转速，陶瓷刀具自身缺陷是脆性大，横向断裂强度低，承受冲击载荷能力弱。基于此点，陶瓷刀具仅适合于切削硬度低于HRC55和采用小进给量时，但铸铁铸件毛坯一般伴随着气孔，沙眼，包砂等铸造缺陷，使用陶瓷刀具时会容易崩刀，断续切削工件时会产生爆刀。

（3）CBN刀具：      

立方氮化硼刀具具有较高的硬度，较好的耐磨性，但立方氮化硼刀具有和陶瓷刀具同样的缺点脆性大，但BN-K1牌号立方氮化硼刀具属于非金属粘合剂，专门针对高硬度铸铁件而研发的立方氮化硼刀具，不仅增加了刀具的韧性，并且具有良好的耐磨性和抗冲击性，可实现高速切削。立方氮化硼刀具BN-K1牌号的硬度是硬质合金刀具的四倍，陶瓷刀具的两倍，BN-K1牌号刀具的切削参数比硬质合金刀具高3--5倍的速度切削高硬度铸铁件。

以加工高硬度铸铁渣浆泵叶轮为例，本身叶轮就属于断续切削，工件加工过程中面临着效率低成本高的问题，后来采用华菱超硬整体聚晶CBN刀具BN-K1牌号，不仅线速度成倍的提高，而且刀具寿命是传统刀具的8倍左右，详细参数请看下图。通过这次加工之后，用户便开始大量使用华菱超硬CBN刀具加工高硬度铸铁，提高生产效率，降低生产成本。其切削参数如下：

加工材料：高硬度铸铁Cr26；

材料硬度：60HRC；

加工零件：耐磨耐蚀工业泵叶轮；

刀具牌号：BN-K1 ；

切削参数：ap=3.5mm，

            Fr=0.1mm/r，

            Vc=75m/min；

加工方式：干式切削。

加工效果：华菱BN-K1牌号与陶瓷刀片相比（如下图）：

拓展阅读：铸铁领域典型零部件以及华菱刀具适合加工图：