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淬火鋼難加工切削的原因

淬火鋼是指金屬進過淬火后，組織為馬氏體，硬度大于HRC50的鋼。它在難切削材料中占有相當大的比重。
加工淬火鋼的傳統方法是磨削。但為了提高加工效率，解決工件形狀復雜而不能磨削和淬火后產生形狀和位置誤差的問題，往往就需要采用車削、銑削、鏜削、鉆削和餃削等切削加工方法。淬火鋼在切削時有以下特點：

1、硬度高、強度高，幾乎沒有塑性：這是淬火鋼的主要切削特點。

當淬火鋼的硬度達到HRC50～60時，其強度可達σb=2100～2600MPa，按照被加工材料加工性分級規定，淬火鋼的硬度和強度均為9*，屬于zui難切削的材料。

2、切削力大、切削溫度高：要從高硬度和高強度的工件上切下切屑，其單位切削力可達4500MPa。為了改善切削條件，增大散熱面積，*選擇較小的主偏角和副偏角。這時會引起振動，要求要有較好的工藝系統剛性。

3、不易產生積屑瘤：淬火鋼的硬度高、脆性大，切削時不易產生積屑瘤，被加工表面可以獲得較低的表面粗糙度。

4、刀刃易崩碎、磨損：由于淬火鋼的脆性大，切削時切屑與刀刃接觸短，切削力和切削熱集中在*刃口附近，易使刀刃崩碎和磨損。

5、導熱系數低：一般淬火鋼的導熱系數為7.12W/(m?K)，約為45號鋼的1/7。材料的切削加工性等級是9*，屬于很難切削的材料。由于淬火鋼的導熱系數低，切削熱很難通過切屑帶走，切削溫度很高，加快了*磨損。

切削淬火鋼的*材料是立方氮化硼，其次是復合陶瓷，再其次是新牌號硬質合金。

切削淬火鋼*的幾何參數

切削淬火鋼時，光有好的*材料，而沒有合理的*幾何參數，也不能達到滿意的效果。所以要根據具體的*材料、工件材料和切削條件，合理地選擇超硬*幾何參數，才能有效地發揮*應有的切削性能。

（1）前角：前角的大小對切削淬火鋼影響很大。由于淬火鋼的硬度、強度高，切削力大，而且集中在*刃口附近。為了避免崩刃和打刀，前角應選零度和負值，一般γ0=-10°~0°。工件材料硬度高、斷續切削時，應選較大的負前角，γ0=-10°~-30°。如果采用正前角可轉位刀片時，應磨出br=0.5~1mm 寬，γ0t=-5°~-15°較大的負倒棱，以增強刀刃強度。
      
（2）后角：切削淬火鋼*的后角應比一般*的后角大一些，以減小后刀面的摩擦，一般a0=8°~10°為好。
      
（3）主偏角和副偏角：為了增強刀尖強度和改善散熱條件，主偏角kr=30°~60°，副偏角k’r=6°~15°
      
（4）刃傾角：刃傾角為負值時，可以增大刀尖強度。但負值太大時，會使Fp力增大，在工藝系統剛性差時，引起振動。所以在一般情況下，λs=-5°~0°；斷續切削時，λs=-10°~-20°
      
（5）刀尖圓弧半徑；它的大小影響刀尖強度和已加工表面粗糙度。因工藝系統剛性的影響，刀尖圓弧半徑rt=0.5~2mm為宜。

切削淬火鋼*，在合理選好幾何參數的基礎上，必須經過仔細刃磨和研磨，提高*各表面的刃磨質量，使*耐磨度得到提高。立方氮化硼*切削不同硬度的淬火鋼選擇的幾何參數不同，還需根據實際情況由鄭州博特技術人員定制方案，咨詢或到公司考察。

 

怎樣選擇切削淬火鋼時的切削用量

切削加工淬火鋼的切削用量，主要根據*材料、工件材料的物理力學性能、工件形狀、工藝系統剛性和加工余量來選擇。在選擇切削用量三要素時，考慮選擇合理的切削速度，其次是切削深度，再其次是進給量。

（1）切削速度：一般的淬火鋼耐熱性在200~600℃，而硬質合金的耐熱性為800~1000℃，陶瓷*的耐熱性為1100~1200℃，立方氮化硼的耐熱性為1400~1500℃。切削淬火鋼的速度不宜太低或太高，以保持*有一定的耐用度。從目前的經驗來看，不同的*材料淬火鋼的切削速度，硬質合金Vc=30~75m/min，陶瓷*Vc=60~120m/min ，立方氮化硼*Vc=100~200m/min .

(2)切削深度：一般根據加工余量和工藝系統剛性選擇，一般情況下，ap=0.1~3mm

（3）進給量：一般為0.05~0.4mm/r。在工件材料硬度高或斷續切削時，為了減小單位切削力，應當減小進給量，以防崩刃和打刀。

CBN*在切削淬火鋼工件上的應用

1， 淬火鋼的粗加工。車削加工熱處理過的齒輪，齒圈的生產過程中，一些齒輪、齒圈淬火或滲碳淬火后，硬度一般在HRC55以上，有的硬度達到HRC60甚至HRC65左右。齒輪常用一下材質：20Cr、20CrMnTi，40Cr、42CrMo、35CrMo。有的齒輪熱處理后變形嚴重，特別是滲碳淬火后的大齒圈，大齒輪，如高鐵齒輪，工程機械大齒圈，重工行業用大齒圈等，這些大型齒輪齒圈淬 火后變形量非常大，這就涉及到淬硬鋼粗加工，采用陶瓷*、涂層*雖可完成加工任務，但消耗的刀片量大且時間長，耗費了不少的人力、物力及財力，有沒有一種經濟性高、切削性能優的刀片呢？答案是PCBN刀片，加工HRC50-70的高硬度工件，每刃可連續加工100分鐘，加工效率是陶瓷刀片的3倍，是一款性價比較高的刀片。

2， 淬火鋼的斷續加工。間斷切削加工一直是個難題，何況是硬度HRC60左右的淬硬鋼。特別是在高速車削淬硬鋼時，如果工件有間斷切削，*在間斷切削淬硬鋼時會以每分鐘100次以上的沖擊來完成加工，對*的抗沖擊性能是個很大的挑戰。以汽車齒輪加工為例，淬硬齒輪以車代磨已經成為一種趨勢。加工齒輪可采用SNGN1204型號PCBN整體燒結式刀片，從連續到斷續切削穩定如常，且崩刃的現象也很少。

3， 淬火鋼的切槽加工，不論是齒輪切槽、軸承滾道槽加工、氣缸套環封帶槽加工，均可采用博特PCBN槽刀片。

4， 淬硬鋼車削的光潔度問題：例如，軸承鋼淬火后車削加工一般需要很好的表面光潔度，Gcr15鋼是常用軸承鋼，淬火后硬度一般在HRC62左右，在生產加工過稱中，由于軸承的精度和光潔度要求非常高，如果設計調整好CBN*的刃口，淬硬鋼車削光潔度可達到Ra0.4。

5，淬火鋼軋輥（HRC64~70）的加工，過去一般都采用磨削方法，現在利用CBN*可更有效地進行加工。例如，選擇博特BTS2800牌號RNMN2008型號刀片，切削速度Vc=40-60m/min ，進給量f=0.5-1.5mm/r ，切削深度ap=1-4mm，軋輥的不圓度及熱處理時表明產生的氧化皮對刀具并無不良影響，而且能穩定地加工出較高的表面光潔度和幾何形狀精度，故可縮短精磨工時。

一般從加工硬度上來說，在切削硬度低于HRC50以下和小切深小進給情況下的淬硬鋼工件時，陶瓷*是較好的選擇。CBN*適合于工件硬度高于HRC50，并且可以粗、精一體化完成加工，好的CBN*不但粗加工不崩刃，而且能夠在率精加工時保持超長的使用壽命和很好的加工表面光潔度。