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CBN材質(zhì)數(shù)控刀片高速、高效率加工鑄鐵件

發(fā)布時(shí)間:2013-10-31 瀏覽:

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鑄鐵件由于硬而脆的特性

，決定了比普通鋼件更費(fèi)刀具，隨著切削技術(shù)的進(jìn)步和刀具材質(zhì)的發(fā)展

，如何選擇刀具材質(zhì)成為機(jī)加工工藝員的考慮問(wèn)題之一

。碩朔五金工程師結(jié)合在鑄鐵件行業(yè)加工經(jīng)驗(yàn)，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(yàn)

。

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(yùn)用

，進(jìn)而改善機(jī)加工工藝提高加工效率

，完全可以為企業(yè)帶來(lái)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(fèi)刀具，隨著切削技術(shù)的進(jìn)步和刀具材質(zhì)的發(fā)展

，如何選擇刀具材質(zhì)成為機(jī)加工工藝員的考慮問(wèn)題之一

。

　　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(lái)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(duì)于灰鑄鐵的機(jī)加工，采用新型刀具材質(zhì)牌號(hào)實(shí)現(xiàn)高速切削是目前的趨勢(shì)

，碩朔五金推薦超硬立方氮化硼刀具 BN-S30，BN-K20等牌號(hào)在灰鑄鐵加工中應(yīng)用無(wú)疑是最成功的。另外立方氮化硼刀具BN-K1牌號(hào)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(shí)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(tài)鐵素體的親和作用

，仍然需要進(jìn)一步研究

，針對(duì)高強(qiáng)度球墨鑄鐵加工，碩朔五金推薦的超硬BN-K20牌號(hào)

，與普通合金刀具相比

，取得驚人刀具壽命，平攤到每個(gè)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(yīng)用在不斷增加，但灰鑄鐵的應(yīng)用依然強(qiáng)勢(shì)

。在汽車制造業(yè)

，還會(huì)繼續(xù)保留大量的灰鑄鐵加工(尤其是制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤(pán))。不過(guò)

，如今的加工條件已經(jīng)與過(guò)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(huì)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(xué)反應(yīng)非常類似

。鑄鐵工件硬而脆，車削鑄鐵工件時(shí)

，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(shí)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(shí)耐用度低的現(xiàn)象

。

　　為灰鑄鐵的高速加工(切削速度可高達(dá)550m/min)而專門設(shè)計(jì)的立方氮化硼刀具BN-S30牌號(hào)

、BN-K10及BN-K20牌號(hào)已經(jīng)投入市場(chǎng)。這些用于高速切削的立方氮化硼刀具可使刀具長(zhǎng)時(shí)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(dòng)盤(pán)零件的加工試驗(yàn)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?yàn)镠LCBN 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(jìn)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(shí)可以達(dá)到幾乎無(wú)限長(zhǎng)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(shí)，則會(huì)受到化學(xué)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(huì)造成刀具快速磨損

。這一難題推動(dòng)了開(kāi)發(fā)一種能夠抵御化學(xué)作用的刀具牌號(hào)的需求，超硬BN-K20和BN-S30就是針對(duì)以上球墨鑄鐵加工機(jī)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(qiáng)度強(qiáng)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(shí)兼顧的

。為了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)

，許多刀具制造商都在全力開(kāi)發(fā)能提供這兩種性能最優(yōu)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(hào)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(shí)的“人參鐵”！白口鑄鐵中國(guó)早在春秋時(shí)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(diǎn)，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(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(shí)是可靠的加工刀具

。白口鑄鐵又含高鉻白口鑄鐵（簡(jiǎn)稱為高鉻鑄鐵）

，中鉻

，低鉻白口鑄鐵

，也包括常見(jiàn)的普通鑄鐵含白口現(xiàn)象，超硬刀具行業(yè)先驅(qū)者

，對(duì)鑄鐵材質(zhì)加工與刀具材料方面的研究一直遙遙領(lǐng)先，非金屬粘結(jié)劑CBN刀具材料（HLCBN刀具）BN-K1牌號(hào)具備了完美的抗沖擊韌性和耐磨性平衡

。BN-K1牌號(hào)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)。

CBN材質(zhì)數(shù)控刀片高速加工鑄鐵件降低加工成本

　　以碩朔五金推薦的BN-K1牌號(hào)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(hào)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(hào)刀片切削參數(shù)為：vc=75m／min，ap=5mm

，f=0.1mm／r

。切削過(guò)程中

，葉輪每轉(zhuǎn)一周刀具要承受5次沖擊，一次走刀一個(gè)刀刃要承受3000多次沖擊

。切削結(jié)果顯示：BN-K1牌號(hào)切完一個(gè)工件后沒(méi)有產(chǎn)生斷裂破碎，一片刀片相當(dāng)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(hào)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(cè)得兩端尺寸相同

，無(wú)退刀現(xiàn)象

。BN-K1牌號(hào)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(shí)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(yán)重影響了加工表面的質(zhì)量?div id="m50uktp" class="box-center"> ？梢?jiàn)在高硬度鑄件的粗加工方面

，陶瓷刀具已經(jīng)失去優(yōu)勢(shì)。

　　隨著機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈

，如何能通過(guò)正確選用機(jī)加工刀具材質(zhì)，來(lái)改善加工工藝進(jìn)而提高加工效率降低綜合成本

，成為機(jī)加工工藝員的考慮問(wèn)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(yè)帶來(lái)不菲收益。

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