切削淬硬钢的刀具选择

切削淬硬钢的刀具选择

随着现代技术的发展，所以机械行业都在追逐着前进，越来越多的机械制

造厂选择高速加工零件，高速加工大幅度提高了生产率和加工精度，显著地降

低了制造费用，简化了零件制造工艺流程，促进了生产模式的变革。随着高速

加工中心在我国的应用的增加，高速加工已成为淬硬钢等高硬度材料切削加工

的主要手段。

随着高速切削淬硬钢的普及，随之而来的就是选择刀具的问题，由于淬硬

钢硬度高，并且存在断续切削，所以一直找不到合适的刀具，直到出现了BN-

S20等一系列的非金属粘合剂立方氮化硼刀具，使切削淬硬钢得到有效的解决。

下面就根据淬硬钢的特点来简单介绍以下如何选择正确的刀具切削淬硬钢。

一、淬硬钢定义及特点

淬硬钢一般都是高碳钢或者是高合金钢，经过淬火、渗碳，氮化等热处理

硬度较高的钢件。淬硬钢在切削时的特点：（1）硬度高、强度高、几乎没有塑性（2）切削力大、切削温度高，刀具选择较小的主偏角和副偏角（3）不易产

生积屑瘤（4）刀刃易崩刃、磨损（5）导热系数低，切削热很难被切屑带走。

淬硬钢的种类很多，应用领域也很广泛，主要包括渗碳钢，轴承钢，工具钢等，淬硬钢经过热处理之后硬度一般在HRC45以上，尤其在粗切削淬硬钢或间断切削、切槽加工时,由于切削余量大,必须选用具有较高强度和耐冲击性的刀具。

所以选择正确的刀具材料是保证高效率切削淬硬钢的决定因素。

二、如何选择刀具材料切削淬硬钢

目前，可用于淬硬钢高速加工的刀具材料有硬质合金刀具、涂层硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具等。

（1）硬质合金刀具：硬质合金刀片的硬度在89-94HRA，相当于71-76HRC，对于HRC40以上的淬硬钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，所以适合HRC45以下硬度工件的精加工，相对来讲需低速车削(如果是单件偶尔性精加工生产，也可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工)。

（2）涂层硬质合金刀具：就是在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄层，形成表面涂层硬质合金。由于表面上涂覆的一层耐

磨材料，刀具较耐磨，适合小批量加工，但当大批量加工高硬度铸铁件时，由

于切削时间长表面涂层的耐磨材料使用完之后刀具就和硬质合金刀具一样，磨

损加剧，导致换刀频次高，影响加工效率和增加刀具费用。

（3）陶瓷刀具：陶瓷刀具本身的硬度比硬质合金刀具高，本身刀体的硬度在HRC95-100，适合加工硬度在HRC40--55度的淬硬钢工件，但由于陶瓷刀片

脆性太大，受其抗冲击性的限制，一般用于精加工工序，并且尽量避免断续车削。

（3）华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H10牌号，BN-H20牌号和BN-S20 牌号：对淬火后硬度在HRC45硬度以上的钢件最为适合。精加工吃刀深度在0.3mm以下可以选择BN-H10牌号和BN-H20牌号，都属于焊接复合式立方

氮化硼刀具，两种刀具牌号的区别在于BN-H10牌号只适合连续切削，而BN-

H20可加工中等断续工件。当吃刀深度0.5mm以上的粗加工或者有断续精加工

的淬火钢可考虑BN-S20牌号整体聚晶立方氮化硼刀具，此牌号属于非金属粘合

剂，它不仅可以断续切削淬火钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，但前提是

并没有牺牲刀具的耐磨性，这是与市场上的立方氮化硼刀具最大的不同。由于

三种刀具牌号的硬度高(HV8000～9000)，耐热性高(1400℃～1500℃)，在使用

时可以高于硬质合金几倍的切削速度切削淬火钢，而耐用度是硬度合金的几倍

到几十倍。

三、华菱超硬立方氮化硼刀片切削淬硬钢零件的刀具牌号

（1）切削淬硬钢滚珠丝杠：可选择华菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号，整体聚晶立方氮化硼刀片，切削参数：ap=4.5mm，Fr=0.10mm/r,Vc=90m/min抗

冲击韧性好，切削淬硬钢精度高，并且耐磨性好，不崩刀。

（2）切削淬硬钢齿轮：精切削淬硬钢齿轮可选择华菱超硬立方氮化硼刀片BN-H10牌号和BN-H20牌号，立方氮化硼刀片BN-H10牌号适合连续切削，立方

氮化硼刀片BN-H20牌号适合断续切削，共同点就在于吃到深度控制在0.3mm以下，粗切削淬硬钢齿轮，并且存在强断续切削时选择华菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号，属于非金属粘合剂整体聚晶立方氮化硼刀片，抗冲击韧性好并且

耐磨，最后的失效方式是正常的后刀面磨损，而不是令人担心的崩刀。

（3）切削淬硬钢轴承：轴承应用较为广泛，常用材料为GCr15，硬度

HRC62，精切削淬硬钢轴承选择华菱立方氮化硼刀片BN-H11牌号，高速切削，

切削参数：ap=2.5mm，Fr=0.12mm/r,Vc=140m/min，一个刃口可加工12件，粗

糙度达到0.8，即提高了加工效率，有节省了加工成本。

（4）精铣切削淬硬钢模具：硬度HRC65，选择华菱超硬立方氮化硼刀片

BN-S200牌号，切削参数：ap=0.5mm,Fr=0.12mm/r每齿,Vc=130m/min。模具精

度可达到Ra0.8，并节省的刀具费用。

还有切削淬硬钢万向联轴节选择华菱超硬BN-H10牌号，高速加工同步器可选择华菱超硬BN-H10牌号和BN-H20牌号。

四、总结

随着现在经济技术的快速发展，国内已经普遍采用高速切削淬硬钢等难加

工零件，对于刀具行业来说，只有不断研究开发新型的具有良好的耐磨性和抗

冲击性能的刀具材料或组合刀具，才能更好地推动中国机械制造业的发展。