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精车淬硬钢的华菱超硬立方氮化硼刀具方案
发布单位:郑州华菱超硬材料有限公司. 所属类别: 解决方案 . 发布时间:2020/5/25. 点击查阅: 635 次.
随着我国工业飞速发展，对机械零件的性能要求越来越高。为了提高机械零件的耐磨性，延长其使用寿命，很多结构钢零件常常采用淬火处理。但淬火后的零件强度和硬度较高，塑性较差，这就给切削加工带来了难题。 刀具性能的优劣对切削加工的效率和加工精度至关重要。本文主要介绍了淬硬钢的特点，及如何加工高硬度淬硬钢件。 一、淬硬钢的定义及加工特点 淬硬钢是指钢件经过淬火的热处理后获得马氏体组织，其硬度(大于HRC50) 高，强度也高，几乎没有塑性的一类工件材料。 淬硬钢的切削加工特点有： 1、硬度高、强度高，塑性接近0； 2、切削力大、切削温度高； 3、不易产生积屑瘤； 4、导热系数低。 淬硬钢在生产制造要求高耐磨性，高硬度的基础零部件中应用广泛，例如传动轴、变速齿轮、转向齿轮、冲模等。 二、淬硬钢的加工方式 淬硬钢的加工方式有传统的磨削和现代机械化的车削两大种。 （1）磨削：是一种利用高速旋转的砂轮等磨具来加工工件表面的切削加工方法。磨削的特点有：一方面，磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值；另一方面，磨削的效率低，并且对于大型零件没有相对应的磨床加工。 （2）车削：是指把淬硬钢的切削作为最终加工或精车的工艺方法。与磨削相比，车削的加工特点有：加工效率高，吃刀深度大，工件转速高，其切削速度通常是磨削加工的3～4倍，而且车削时不需添加冷却液，省去了冷却设备，节约成本；并且可获得良好的整体加工精度，所以车削是目前加工淬硬钢的最适合的方法。
三、加工淬硬钢的刀具材料选择 刀具的合理选择能提高淬硬钢加工效率,且能得到最佳精度要求。 淬硬钢硬度较高，一般在HRC50以上。对加工刀具要求：耐磨损性好，导热系数高，热稳定性优异，硬度高。常见的精车淬硬钢刀具有硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。 由于硬质合金刀具在加工淬硬钢时，硬度不够高，容易产生烧刀现象，生产效率低，故适合低速加工硬度HRC45以下的工件；陶瓷刀具的抗冲击韧性差,抗弯强度小,进给速度范围低,故较少用于淬硬钢的加工；立方氮化硼刀具硬度高，耐热性好，可高速切削，寿命是以上两种刀具的几倍。并且对于批量生产的淬硬钢精车时，常采用立方氮化硼刀具。还有就是非金属粘合剂立方氮化硼刀具，加工淬硬钢效果突出。 非金属粘合剂立方氮化硼刀具与传统立方氮化硼刀具相比不仅保留了本身的高硬度强度，和良好的耐磨性，还有抗冲击性得到提高。下面就简单介绍几种非金属粘合剂立方氮化硼刀具精车淬硬钢的案例。
四、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H20材质精车淬硬钢齿轮轴的案例（如下图）： 加工零件：齿轮轴 工件硬度：58HRC-63HRC 加工工序：淬火后精车 刀具材质：BN-H20 切削参数：ap=0.15mm，Fr=0.1mm/r，Vc=150m/min 加工效果：与国外PCBN刀具相比如下表：
五、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H10材质精车淬硬钢同步器齿套拨叉槽的案例： 非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H10材质，具有良好抗震性能，韧性较好，适合机床刚性稍差情况；CBN刀具参数：后角7度，副偏角4度，刀尖圆弧角R0.4；切削线速度：v=90-120m/min；进给量Fr=0.08mm/r;刀具修磨一次加工件数为350件。
六、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S200材质精车回转支承轴承(40CrMo)的案例： 40CrMo轴承也称为回转支承轴承（如下图），原因是回转支承轴承常用的的材料是40CrMo，热处理后的40CrMo轴承硬度在HRC47-HRC55，加工40CrMo轴承选择立方氮化硼刀具BN-S200材质，由于加工淬硬钢和耐热合金时耐磨损性能优异，主要用于精加工工序。加工硬度：加工工序：精车滚道，端面，切削参数：ap=0.5mm,Fr=0.45mm/r,Vc=110m/min。
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