传统加工中，淬火钢因硬度高、需要淬火（调质）后采取磨削工艺实现零件的精加工。PCBN刀具的出现，使淬火钢的精加工实现了以车代磨、以铣代磨，大大提高了生产效率，同时，由于PCBN刀具加工淬火钢可以干式切削，避免了磨削工艺带来的磨泥、废水等工业废物，对改善环境也有很大的帮助。本文开发一种CBN含量低的细晶粒PCBN刀具材料，主要应用于发动机凸轮轴、变速箱齿轮轴、活塞销等各种淬火钢轴类零件轴颈的连续、微断续精加工。1 &淬火钢轴类零件的技术要求与加工特性发动机凸轮轴、活塞销、变速箱齿轮轴等轴类零件的一般要求：①硬度高。轴颈部位硬度范围一般为55-63HRC，个别应用场合甚至要求70HRC，淬硬层深度一般要求2mm以上；②加工表面质量要求高。轴颈部位表面粗糙度Ra0.4-1.6，而且随着对产品性能要求的提高，甚至要求表面粗糙度Ra0.4-0.1。③淬火钢车削时的切屑为带状，容易缠绕和刮伤工件表面；④淬火钢导热系数小，切削热集中在刀具的切削刃部位，要求刀具具有更好的红硬性和耐磨性。在目前传统加工中，该轴类零件轴颈外圆的加工工艺一般采用“粗车—半精车—淬火—粗磨—精磨（—超精加工）”的顺序，在淬火前采用硬质合金刀具进行粗加工和半精加工，淬火后采取磨削工艺，加工效率低。PCBN刀具出现后，由于其刀具耐用度高、切削效率高等优点，并能够实现高速高效干式切削，因此越来越多的厂家开始采用PCBN刀具、按照“粗车—淬火—半精车—精车”的顺序以车代磨，提高加工效率、减少功耗。2 &淬火钢精加工用PCBN刀具的制备(1)PCBN刀具原材料的组分配比用于淬火钢加工的PCBN刀具材料的CBN含量较低，结合剂一般以陶瓷类结合剂为主，配以少量的金属结合剂，然后按照一定的配比混合。通过对CBN含量、粒度、结合剂种类、粒度及不同配比的大量实验，最终确定了淬火钢精加工用PCBN刀具材料的组分配比如表1所示。其中CBN与结合剂的质量百分比各为50%；CBN粉末由4种粒度的细颗粒微粉按比例组成；结合剂由3种不同材料按比例组成，其中TiC和TiN为陶瓷结合剂，Al为金属结合剂。在高温高压下烧结时，Al融化为液相，有利于CBN微粒和陶瓷微粒的扩散及微粒间的结合、形成组织结构均匀的PCBN聚晶材料，TiN陶瓷结合剂有利于提高刀具的耐磨性和抗热冲击性能，TiC除有利于耐磨性的提高，还可抑制CBN微粒的结晶长大，阻碍裂纹的产生和扩展。表1 &PCBN刀具材料的组分配比(2)PCBN材料制备的组装结构按照表1所示的组分配比将原料放入行星球磨机的球磨罐中，充分混合4小时使物料混合均匀，然后放入真空还原炉中加热1-2小时，对物料进行净化处理，并按图1所示的直接加热组装方式进行组装。1.导电钢圈 &2.导电钢圈填充物 &3.钛片 &4.碳片 &5.碳模 &6.物料混合物 &7.叶腊石块图1 &PCBN制备组装结构图图1所示组装结构每次烧结合成2片PCBN聚晶刀具。首先将物料混合物填充入碳模中，两端用黏结剂各黏附一个碳片，并装入叶腊石块中，叶腊石块两端各装入一个钛片和导电钢圈，导电钢圈填充物与导电钢圈为一个整体。该组装形式利用导电钢圈、钛片和碳片、碳模的导电性能即可对物料混合物进行通电加热烧结，达到节约能源的目的。(3)PCBN材料的烧结工艺参数合成压力、合成温度和合成时间是影响PCBN性能的主要因素。六面顶压机的功率可以间接地反映合成温度，油压可以间接地反映合成腔体内的压力，本文PCBN的制备采取一次升压二次升温最后慢降温退火的烧结工艺，合成工艺曲线如图2所示，上方的曲线表示油压曲线，下方的曲线表示功率曲线。图中油压65MPa，对应合成腔体内压力5.5GPa；图中最高功率7.5kW，对应腔体内温度1350℃左右；总的合成时间为6min。图2 &合成工艺曲线3 &PCBN材料的性能分析将烧结合成的PCBN材料经加工、抛光后，进行SEM电镜扫描如图3所示，从图中可以看出，材料的组织结构比较致密、均匀。图3 &PCBN材料的SEM扫描图制备的PCBN材料经磨削加工后制成SNGN-120408型号的刀具，取其中5片进行硬度和致密度检测，结果数据见表2。从表中可以看出，由于原料组分粒度偏细，刀具致密度较大，硬度高，达到了3800HV，且材料的硬度随致密度的增加而提高，说明产品制备工艺参数合理，原料粒度比合适。表2 &PCBN材料的检测数据4 &PCBN刀具材料的切削加工试验(1)被加工工件的特点被加工工件材料为20CrMnTi，热处理工艺为粗车后渗碳淬火、保温后油冷的轴类零件，心部硬度35-40HRC，表层硬度60-63HRC，加工部位为两个轴颈，其中一个轴颈存在储油槽，为典型的轻微断续切削。该工件的化学成分及硬度见表3。表3 &零件的化学成分与硬度(wt%)(2)刀具结构及切削参数采用整体PCBN材料制成的SNGN120408刀具精加工20CrMnTi轴类零件的轴颈，刀片结构及切削参数见表4，所用刀杆型号为CSRNR，刀杆尺寸30mm×30mm×160mm。(3)切削试验结果分析由于被加工工件的轴颈存在储油槽，属于断续切削，因此，刀具主偏角κr选择较大值75°，并选择系统刚性好的数控车床。此外，由于是精加工，切削深度ap和进给量f参数比较小，因此本加工属于轻微的断续车削。采用整体PCBN刀片车削上述被加工轴类零件时，刀具的几何角度和切削参数见表4。切削过程中，工件每转一周，刀具承受2次轻微断续冲击。表4 &刀具的结构及切削参数切削结果显示：制备的整体PCBN刀具一个刀尖加工了58件工件，而现用中粗粒度的刀具一个刀尖仅加工30余件，小直径的轴颈由于进给量0.1mm/r，表面粗糙度Ra0.8，大直径的轴颈由于存在储油槽，减小进给量为0.05mm/r，表面粗糙度达到Ra0.4。该切削结果充分展现了该PCBN材料具有较好的抗冲击性能和高的耐磨性，不仅提高了表面加工质量，而且大幅降低了加工成本，减少了换刀次数。图4为加工后的零件示意图。图4 &加工后的轴类零件从切削过程看，最初切屑颜色为淡黄色，随着加工件数的增加，切屑颜色逐渐变为蓝色，工件表面光洁度没有发生变化，切削声音正常，加工50余件后，切屑颜色变为紫色，切削声音出现异常。停车检视刀具的后刀面，发现有轻微磨损，但没有出现微崩刃现象。刀具转位、更换刀尖后继续加工，整个刀片(8个刀尖)共加工工件450余件。小结通过试验确定了淬火钢精加工用PCBN刀具材料的制备方法。采用低含量的CBN微粉和以陶瓷结合剂为主的组分配比，其中CBN微粉由4种不同粒度的细颗粒微粉按不同比例混合而成。原料经充分混合后高温高压烧结合成PCBN刀具材料，通过电镜扫描、硬度和致密度检测发现，合成的淬火钢精加工刀具材料硬度和致密度高，微观组织结构致密、均匀。切削试验结果表明，制备的淬火钢精加工PCBN刀具材料的耐用度和表面加工质量均明显提高，刀具刃口没有出现微崩刃现象。原载《工具技术》 &作者：聂建军 & &工具技术(gjjs1964)　
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根据淬火钢加工时的微观特点，使用PCBN刀具时，一般遵循以下规律：
1）用PCBN刀具精车淬火钢时：淬硬工件硬度高于45HRC，效果最好，工件硬度越高，切削线速度宜取低值，如车硬度为70HRC的工件，其切削速度宜选用60-80m/min ；通常在切削硬度为HRC5565的材料时，CBN刀具的切削速度应在50120mmin。铣削时的Vc=100160m/min，每分钟进给量Vf=70160mm/min；铰削时Vc= 60130m/min，ap=0.10.2mm，f=0.07
2）淬硬工件大余量车削时：由于淬火变形等其他原因，当淬硬工件车加工余量大于1mm时；刀具的切削阻力是精加工时的6-9倍。这时采用较小的进给量来降低切削阻力是最有效的办法；如果是对淬火钢进行断续切削加工，线速度设为精加工的2/3为佳；华菱BN-S20可以实现大纵深加工的同时，亦可承受间断切削加工的冲击。
3）当精车淬火钢的切深在0.10.3mm，进给量在0.050.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.30.6m，尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3m，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。车刀【推荐】【推荐】机械、五金、设备最新图片最新商机联系人：　手　机：电　话：0传　真：0邮　箱：地　址：郑州高新区樱花街5号&&热门商机12345678910推荐产品 |
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>>如何选择刀具车加工硬度在HRC55的淬火钢
商&家：郑州华菱超硬材料有限公司
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详细内容：如何选择刀具车加工硬度在HRC55的淬火钢
车加工淬火钢中淬火钢占多数，淬火钢是指金属经过淬火后，组织为马氏体，硬度大于HRC50的钢。它在难切削材料中占有相当大的比重。传统的加工方式是磨削，但效率低。随着淬火件的不断增多，磨削方式已不能满足制造商家的经济性的要求。目前，常采用“以车代磨”工艺来提高加工效率。以车代磨就是以车床代替磨床加工淬火件，加工时间明显降低。
车加工淬火钢的特点：（1）硬度高，强度高，几乎没有塑性；（2）切削力大，切削温度高；（3）由于淬火钢脆性，大不容易产生积屑瘤，（4）导热系数差，切削热很难通过切屑带走；
华菱超硬针对车加工淬火钢有相对应的刀具牌号，如车加工淬火钢连续齿轮，可选择BN-H10牌号；车加工淬火钢断续齿轮，可选择BN-H20牌号；车加工淬火钢轴承，选择BN-S200牌号；粗加工淬火钢，选择BN-S20牌号。华菱超硬刀具的优势：（1）硬度高，抗冲击韧性强，加工淬火钢不崩刀；（2）并且耐磨性好；华菱超硬立方氮化硼刀具可以获得较高的精度；华菱超硬立方氮化硼刀具耐高温，可承受1300度的高温。
华菱超硬刀具车加工淬火钢的案例及切削参数：
（1）华菱立方氮化硼刀具BN-H20牌号车加工淬火钢同步器的切削参数：ap=0.15mm, Fr=0.1mm/r,Vc=170m/min；
（2）加工中小型轴承和非标轴承的切削参数：选择机床：数控车床，刀具牌号：BN-H20牌号和BN-S20牌号，切削参数：线速度Vc=120-180m/min,进给量Fr=0.1-0.12min/r,精车吃刀量ap=0.1-0.3mm/r,半精车吃刀量ap=0.5-1.5mm/r。
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如何选择刀具车加工硬度在HRC55的淬火钢
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有效期至：长期有效
所在地：河南 郑州市
本条信息网址:/sell/list-847/4639089.html 切削淬火钢的立方氮化硼刀具
随着机械制造业的飞速发展，在切削领域，机械行业的加工观念已经从高硬度材料能否加工转变为能否高效加工，同时，伴随着竞争日益加剧以及高效率高质量加工的要求，尽快的促进刀具国产化实现机械制造行业降本、增效的目标，成为机制造商和刀具制造企业的统一认识。本文主要介绍如何高效加工淬火钢及如何选择正确的刀具切削淬火钢。
一、切削淬火钢的方法
由于淬火钢的硬度较高，图纸要求光洁度高，常采用磨削方式切削淬火钢，虽然达到了图纸要求光洁度，但这并适合现代高效率的市场。故刀具行业通过不断地努力，研制出可以车代磨的刀具材料，分别是硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。采用车床切削淬火钢，与磨削工艺相比，从投资成本上讲，降低了机床设备的的资本投入，而且更能实现柔性生产和设备的有效利用；加工质量方面，硬车削产生的热量&80%随切屑带走，所以减少了磨削烧伤；加工效率方面，切削淬火钢的加工效率是磨削的&4～6&倍；而且切屑更容易回收利用。
二、切削淬火钢时遇到的问题
目前，机械制造商均采用以车代磨技术切削淬火钢，但在切削过程中，常出现以下问题：
（1）淬火钢的大余量切削：对于部分大型淬火钢件来说，热处理容易导致工件变形量大余量一般在&2mm&以上，很多立方氮化硼刀具都是精加工工序的刀具（带孔的刀具），只能加工余量小余&0.3mm&的淬火钢件，对于大余量淬火钢件刀具只能小进给量的加工，采用多次走刀完成切削，效率低。
（2）断续切削淬火钢：断续切削一直是机械制造商难以解决的问题，更不用说是&HRC50&以上的淬火钢件，切削过程更是难上加难。这对于刀具的抗冲击性有很高的要求。以切削淬火钢汽车齿轮为例，淬火钢齿轮以车代磨已经成为一种趋势，虽然淬火钢的以车代磨和硬车削已经很普及，但一些汽车齿轮内孔有油孔，加工过程中刀具会出现崩刀或者不能很好的保证齿轮的位置公差。
（3）切削淬火钢的光洁度的问题：如轴承钢淬火后车削加工一般需要很好的表面光洁度，淬火后的轴承硬度一般在&HRC62&左右，在生产加工过称中，刀具很难保证轴承表面光洁度达到图纸要求。
三、切削淬火钢的刀具材料
上面介绍了切削淬火钢的刀具材料：涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。这三种刀具的性能相比都很了解，在此就不在赘述。以上三种刀具切削淬火钢的效果，立方氮化硼刀具相较于涂层刀具和陶瓷刀具效果较好一点。但也只能用于小进给量小吃刀深度的精加工工序中。但在切削淬火钢时很多大型淬火钢件余量大和存在断续切削，立方氮化硼刀具也只能一点点的切削加工，并且遇到断续工况时易崩刀。之后通过刀具行业的不断努力研究、实践，最终我国研制出可高效切削淬火钢的非金属粘合剂立方氮化硼刀具&BN-S20&材质，不仅可大余量切削，而且断续切削不崩刀。使切削大余量淬火钢不在是难题。
四、华菱超硬立方氮化硼刀具切削淬火钢齿轮的案例（强断续切削如下图）
加工材料：齿轮钢
加工工序：精加工（加工余量＞2mm）；
工件硬度：HRC60；
刀具材质：BN-S20；
切削参数：ap=mm，Fr=mm/r，Vc=m/min；
加工效果：与陶瓷刀片相比如下图：在切削速度高于陶瓷刀片&2&倍的基础上，刀具寿命是陶瓷刀片的&16&倍，可见立方氮化硼刀具&BN-S20&材质是如此的抗冲击。
五、华菱超硬刀具切削淬火钢的其他立方氮化硼刀具材质
华菱超硬除了切削淬火钢齿轮齿面的立方氮化硼刀具&BN-S20&材质，还有精车淬火钢件的立方氮化硼刀具&BN-H10&材质和&BN-H20&材质，以上两种刀具属于焊接式立方氮化硼刀具，但与传统的焊接式立方氮化硼刀具相比，具有良好的抗冲击性，其中&BN-H20&材质可以断续切削齿轮端面，内孔不崩刀。齿轮光洁度Ra0.8&以内；如果使用带修光刃立方氮化硼刀具，齿轮光洁度达到&Ra0.4&左右。并能取得很好的刀具寿命。
常见的刀具材质及型号：BN-H10&CNGA120408，CNGA120404，BN-H20&WNGA080408，BN-H20&WNGA080404，BN-H10&VNGA160404，BN-H20&VNGA160408，BN-H20&DNGA150408，等等。
公司名称：郑州华菱超硬材料有限公司
公司地址：郑州市高新区樱花街5号
联系人：吴百利
联系人 吴百利
手机： 电话： 所在地：河南 郑州市
地址：郑州市高新区樱花街5号
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