高效加工高铬铸铁的刀具材料选择

高效加工高铬铸铁的刀具材料选择

高铬铸铁由于其良好的使用性能，广泛应用于矿山等机械行业，但高铬铸铁属于铸造成型，尤其是大件难免会出现铸造缺陷，对此在加工过程中必须选择合理的刀具材料和切削参数，华菱超硬研发的非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-K1牌号就可有效的加工高铬铸铁工件，而且效果较好。

一、高铬铸铁的性能

高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良的抗磨材料。它比合金钢耐磨性好，比一般白口铸铁韧性和强度高，同时它还具有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加上成本较低，而成为当代的抗磨损材料之一。

高铬铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下，硬度一般在HRC45以上，抗拉强度为650～850MPa。并且高铬铸铁属于铸造件，难免会出现铸造缺陷，如白口组织，夹砂，气孔等。遇到此情况时，选择的刀具材料必须要有较高的硬度和强度，良好的耐磨性和耐崩损性，抗冲击性。

二、高铬铸铁的加工工艺及如何选择刀具材料加工高铬铸铁

高铬铸铁作为难切削材料之一，硬质合金刀具很难正常加工，而陶瓷刀具由于脆性大的原因，一般只用于精加工中；在90年代以前由于工件的性能和刀具材料的原因曾限制了高铬铸铁的应用。随着新的刀具材料的出现—立方氮化硼刀具，高铬铸铁行业机加工刀具经历了由硬质合金到复合陶瓷再到立方氮化硼材料的过程，在一定程度上解决了高铬铸铁的难加工问题。

高铬铸铁的加工工艺路线一般为：毛坯—软化处理（降低硬度）—粗加工—热处理（提高硬度）—精加工。从工艺路线可以看出，两次热处理和两次装夹，不但增大了工作量，影响加工效率，也增加了机加工成本。据统计，仅软化处理和两次机加工就使成本增加2500一3000元/吨。华菱超硬2003年研发的BN-K1牌号非金属粘合剂立方氮化硼材料刀具，由于硬度比硬质合金和陶瓷高，而抗断裂性和抗崩损性能比陶瓷刀具高，成为高硬度铸铁常用刀具牌号，广泛应用于HRC35-68之间的高硬度铸铁的粗加工、断续加工和精加工。

下面就简单介绍一下华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1牌号相较于硬质合金刀具和陶瓷刀具的优势

三、华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1牌号的优势

（1）与硬质合金刀具相比：硬度是硬质合金刀具的4倍，耐磨性是硬质合金刀具的几十倍，切削参数高于硬质合金刀具3-5倍的情况下正常加工。

（2）与陶瓷刀具相比：硬度是陶瓷刀具的2倍，耐磨性是氮化硅陶瓷的25倍，抗冲击性是氮化硅陶瓷的2000多倍，刀具寿命可达到氮化硅陶瓷的22-30倍。

华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1牌号不仅可在不软化处理的同时，经过热处理之后的高铬铸铁，直接粗、精加工一起完成。减少了两道工序，减少了加工成本，提高了加工效率。广泛用于高合金铸铁轧辊，泵零件，高铬铸铁衬板等耐磨铸件加工中。

四、华菱超硬立方氮化硼刀具加工高铬铸铁的切削参数和实际案例

BN-K10牌号属于焊接式立方氮化硼刀具，只适合精加工工序，吃刀深度控制在0,3mm以内最好，如果余量大或想粗、精加工同时完成，可选择BN-K1牌号立方氮化硼刀具。

以下是华菱超硬立方氮化硼刀具加工高铬铸铁的实际案例。

1，以BN-K1牌号断续车削渣浆泵叶轮外圆（如下图）为例：由于高铬铸铁叶轮有5枚-8枚叶片，在加工外圆和端面时，存在断续切削。BN-K1牌号刀具的切削参数为：vc=75m／min，ap=2.5-5mm，f=0.1mm／r。此高铬铸铁零件切削过程中，叶轮每转一周刀具要承受5次-8次冲击，一次走刀一个刀刃要承受3000多次冲击。结果显示：BN-K1牌号氮化硼刀具断续加工过程中没有产生断裂破碎，一片刀片相当于25片陶瓷刀片，充分展现了氮化硼刀具的抗冲击性，不仅降低了刀具的使用成本，加工效率也提高了5倍。

2，以BN-K1牌号刀具铣削加工高铬铸铁衬板为例：切削参数：粗铣加工vc=55m/min，ap=2.5mm，每齿进给fr=0.25mm/r。测得两端尺寸相同，无退刀和刀具磨损现象。而使用陶瓷刀具铣削需要5～7刀才能完成，并且切削时刀片刃部磨损较快，致使切削抗力增加，产生退刀现象，严重影响了加工表面的质量和加工效率。

3，以BN-K1牌号加工高镍铬冷硬铸铁轧辊为例：走刀量可以达到1mm/r，吃刀深度10mm对轧辊表面进行荒车，而且其遇到夹砂、铸造硬点不崩刀，不断裂，可见BN-K1牌号的韧性优异。

五、总结

随着现代技术的不断发展，越来越多的难加工材料出现在加工现场，为了获得图纸要求尺寸和精度，机械制造商一直在寻找高效率低成本的刀具材料。这对于刀具行业来说，只有顺时代发展，不断研制出高效率，高质量，高精度的刀具材料或刀具牌号，才能更好的推动机械制造业的发展。