淬硬钢加工与CBN刀具

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淬硬钢加工与CBN刀具
   导读：加工淬硬钢在实际生产中经常遇到，特别是淬硬钢的粗加工，断续切削加工，切槽加工，以及淬硬钢车削加工后的光洁度问题。很多人对淬硬钢加工的刀具选择不当，而且各种淬硬钢加工问题千奇百怪，除了硬度高外，像粗加工，断续加工一直困扰着生产者，下面浅谈加工淬硬钢时常见的难题，并重点论述CBN刀具。
淬硬钢加工中遇到的问题
1，  淬硬钢的粗加工。车削加工热处理过的齿轮，齿圈的生产过程中，一些齿轮、齿圈淬火或渗碳淬火后，硬度一般在HRC55以上，有的硬度达到HRC60甚至HRC65左右。齿轮常用一下材质：20Cr、20CrMnTi，40Cr、42CrMo、35CrMo。有的齿轮热处理后变形严重，特别是渗碳淬火后的大齿圈，大齿轮，如高铁齿轮，工程机械大齿圈，重工行业用大齿圈等，这些大型齿轮齿圈淬火后变形量非常大，这就涉及到淬硬钢粗加工。同样，在模具钢生产过程中，淬硬钢的粗加工也经常看到，但很多厂家采取的措施也五花八门，有的先把大余量线切割掉，有的用硬质合金刀具慢慢啃，有的用CBN刀具多次走刀才能完成加工，工人感慨粗加工淬硬钢是有劲使不出，干着急，没办法。
2，  淬硬钢的断续加工。间断切削加工一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬硬钢。特别是在高速车削淬硬钢时，如果工件有间断切削，刀具在间断切削淬硬钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工，对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。以汽车齿轮加工为例，淬硬齿轮以车代磨已经成为一种趋势，据了解，作为齿轮产业的三大市场之一，车辆齿轮占据了齿轮市场总额的62%，其中汽车齿轮又占据了车辆齿轮市场份额的62%。也就是说，汽车所用齿轮占有了整个齿轮市场近40%的比重，可见齿轮对于汽车产业的重要性。虽然淬火钢的以车代磨和硬车削已经很普及，其实汽车淬硬齿轮加工过程中仍然遇到很多问题，如一些汽车齿轮内孔有油孔，这就出现间断切削加工难题，很多CBN刀具在高速运转时期遇到油孔容易崩刀，齿轮的位置公差难以保证，等等
3，  淬硬钢的切槽加工；举一个简单的例子，同步器滑套啮合槽淬火后的硬车削加工，虽然CBN刀具厂家开发出了同步器滑套专用CBN切槽刀具，但CBN刀具的寿命仍然不尽如人意。
4，  淬硬钢车削的光洁度问题：例如，轴承钢淬火后车削加工一般需要很好的表面光洁度，Gcr15钢是常用轴承钢，淬火后硬度一般在HRC62左右，在生产加工过称中，由于轴承的精度和光洁度要求非常高，如果设计调整好CBN刀具的刃口，淬硬钢车削光洁度达到Ra0.4也不是不可能。
加工淬硬钢时刀具选用误区
    从车削加工淬硬钢角度来讲，选择淬硬钢加工的刀具有几个方面：一是刀具材质选择：一般从加工硬度上来说，在切削硬度低于HRC50以下和小切深小进给情况下的淬硬钢工件时，陶瓷刀具是较好的选择。CBN刀具适合于工件硬度高于HRC50情况，另外陶瓷刀具尽量避免在半精加工和粗加工用，而整体CBN刀片可以适合断续切削，重载粗加工。二是CBN刀具厂家/牌号选择及刃口处理，好的CBN刀具不但粗加工不崩刃，而且能够在高效率精加工时保持超长的使用寿命和很好的加工表面光洁度。
    在淬硬钢精加工过程中，常用的CBN焊接刀具，目前国内做CBN焊接刀具的厂家有很多，大部分是用国外CBN复合片经切割、焊接制成各种CBN刀具，对国外CBN刀具的复杂牌号特性弄得不并是很清楚，这也是国内CBN焊接刀具市场的尴尬处境。
    在淬硬钢粗加工和断续切削中，应该选用整体CBN刀片（即立方氮化硼整体聚晶刀片），这种刀具国内也有少数厂家生产，但对于淬硬钢加工的CBN刀具最有话语权的当属河南超硬材料研究所，其BN-S10牌号在淬硬钢粗加工和间断车削领域的研制并应用成功，在超硬刀具学术界享有很高的声誉，华菱超硬HLCBN作为民族超硬刀具品牌在世界超硬材料刀具中占有重要的地位。