數控機床

高鉻（gè）鑄鐵的機加工和刀具的選用（yòng）

      高鉻鑄鐵是一種高硬度高強度的具有抗磨耐腐性能（néng）的高合金白口鑄鐵，高鉻鑄鐵作為耐（nài）磨鑄件在不做任何熱處理的情況下，硬度一（yī）般在HRC45以上，抗拉強度為650～850MPa。

      高鉻鑄鐵（tiě）作為難切削材料之一，硬質合金刀具很難正常加工，而陶瓷（cí）刀具由於（yú）脆性大的原因，一般隻用於精加（jiā）工中；在90年代以前由於難於切削的原因在一定程度上限製了高鉻鑄鐵的應用，隨著（zhe）新的（de）刀具材料的出現，高鉻鑄鐵行業機加工刀具經曆了由硬質合金到複（fù）合陶瓷再到立方氮化硼材料的過程，在（zài）一定程度上改變了高鉻鑄鐵機加工工（gōng）藝（yì）和設備投入, 也帶來了高鉻鑄鐵鑄件作為抗磨鑄件在工（gōng）業製造領域的（de）一度繁榮。

      2003年以前由於受刀具材料的限製，硬質（zhì）合金刀具和複合陶瓷刀具是加工高鉻鑄鐵的主流，高鉻（gè）鑄鐵加工工藝路線一般為（wéi）：毛坯—軟化處理（降（jiàng）低硬（yìng）度（dù））---粗加工----熱處理（提高硬度）---精加工。從（cóng）工藝路（lù）線可以看出，兩次熱處（chù）理和（hé）兩次裝夾，不但增大了工作（zuò）量（liàng），影響加工效率（lǜ），也增加了機加工成本。據統計，僅軟化處理和兩次機加（jiā）工就使成本增加2500一3000元/噸。華菱超硬2003年（nián）研發（fā）的BN-K1牌號立方氮（dàn）化硼（péng）材料（liào）刀具，由於硬度（dù）比硬質合金和陶瓷（cí）高，而抗斷裂性和抗崩損性能（néng）比陶瓷刀具高，作（zuò）為高硬度鑄鐵常用刀具牌（pái）號，被廣泛（fàn）應用於35HRC—68HRC的高硬度鑄（zhù）鐵的粗加（jiā）工、斷（duàn）續加工和精加工。

      與陶瓷刀片相（xiàng）比，BN-K1牌號氮化硼刀片的硬度一般在3500HV左（zuǒ）右，是陶瓷（cí）刀片的2倍，是合金刀片的4倍。BN-K1牌號的耐熱性可達1400～l500℃，BN-K1牌號（hào）加工（gōng）高鉻鑄鐵時（shí），在1000℃時的硬度還要高於陶瓷和硬質合金的常溫硬（yìng）度，高速切削高硬度白口鑄鐵Cr26時（shí），BN-K1牌號刀具的耐磨性是氮化矽陶瓷（cí）的25倍，抗衝擊能力是氮化矽陶瓷的2000多倍（bèi），刀具壽命可以達到（dào）氮化（huà）矽陶瓷的22～30倍。因此BN-K1牌號刀具的切削參數比硬質合金刀（dāo）具高3～5倍的速度切削高溫合金和淬硬鋼，這也（yě）為PCBN刀具的（de）高速切削創造了條件。由於BN-K1牌號刀具的性能特點，使高鉻鑄鐵（tiě）毛坯（pī）不需要進行軟（ruǎn）化處理再粗加工，也不需要再進行二（èr）次裝夾，改變了機加工工藝，廣泛用於高合金鑄鐵軋輥，泵零件，高鉻（gè）鑄鐵襯板等（děng）耐磨（mó）鑄件加工（gōng）中。

華菱刀具（jù）加工高鉻（gè）鑄鐵的切（qiē）削參數和（hé）案例

      在機加（jiā）工過程中（zhōng），除了合理選用（yòng）切削刀具外，對於刀具的切削（xuē）參數選擇也是高效（xiào）率加工高鉻鑄鐵（tiě）重要因素之一。

      在吃刀深度，走（zǒu）刀量（liàng），切（qiē）削線速度這三個切削要素中，提高切削深度無疑（yí）是加工效率提高的有效手段之（zhī）一，而且對於一些大（dà）型泵零件，冶金、礦山機械耐磨鑄件，切削量很大，要提高（gāo）加工效率，必（bì）須增大切削深度。由於BN-K1牌號刀具的抗斷裂強度和抗崩損（sǔn）優勢，與（yǔ）陶（táo）瓷刀具相比，BN-K1牌號更適（shì）合采用大的切削深度減少走到次數來提高加工效率。同時由於BN-K1牌號硬度高且高溫耐磨性能（néng）優異，可以采（cǎi）用（yòng）3-5倍於硬質合金和（hé）陶（táo）瓷刀（dāo）具的切削速度進行高速切削。以下是華菱刀具在高硬度鑄鐵行業的典型加（jiā）工案例：

      1，以BN-K1牌號斷續（xù）車削渣漿泵葉輪外圓為例，由於（yú）高鉻（gè）鑄鐵（tiě）葉輪有5枚葉片，在加工外圓和端麵時（shí），存在斷續切削。BN-K1牌號刀具的切削參數為：vc=75m／min，ap=5mm，f=0.1mm／r。此高鉻鑄（zhù）鐵零件（jiàn）切削過程中，葉輪每轉一（yī）周刀具要承受5次衝擊，一次走刀一個刀刃要承受3000多次衝擊。結果顯示：BN-K1牌號氮（dàn）化硼刀具斷續加工過程中（zhōng）沒有產生斷（duàn）裂破碎（suì），一片刀片相（xiàng）當於25片（piàn）陶瓷刀片，充分展現了氮化硼刀具的抗衝擊性，不（bú）僅降低了刀具（jù）的（de）使用成本，加工效率也提高了（le）5倍。

      2，以BN-K1牌號刀具銑削加工高鉻鑄鐵（tiě）襯（chèn）板為例，切削參數：粗銑加工（gōng）vc=55m／min，ap=2.5mm，每齒（chǐ）進給fr=0.25mm／r。測得兩端尺寸相同，無退刀和刀具磨損現象。而使（shǐ）用陶瓷刀具銑削（xuē）需要5～7刀才能完成，並（bìng）且切削時刀片刃部磨損較快，致使切削抗力增（zēng）加，產生退刀現象，嚴重影響（xiǎng）了加工表麵的質量和加工效率。

      3，以BN-K1牌號加工高鎳鉻冷硬（yìng）鑄鐵軋輥為例，走刀量可以達到1mm/r，吃刀（dāo）深度10mm對軋輥表麵進行荒車，而且其遇到夾砂、鑄造硬點不崩刀，不（bú）斷裂，可見（jiàn）BN-K1牌號的韌性優異。

      4，對於高鉻鑄鐵的精（jīng）加工，以（yǐ）高鉻（gè）鑄鐵氣門座為例（lì），華菱HLCBN係列中的BN-K11牌號可實（shí）現Vc=180m /min的高速精（jīng）加工。

      隨（suí）著氮（dàn）化硼材料刀具牌號的發展，截止2014年，華菱公司對於高硬度鑄鐵的加工開發有5種刀具（jù）牌號可以選擇，分別適合（hé）各種工況的（de）加工，如圖：

      華（huá）菱超硬，作為我國（guó）立（lì）方氮化硼刀具國產化的先驅，是難加工材料（liào）行業最知名的刀具品牌之一，其刀具不但用於（yú）高硬度鑄件，也（yě）用於（yú）淬硬鋼，燒結合金等難切削（xuē）材（cái）料和普通（tōng）鑄（zhù）鐵零件的高速切削領域中。