刀具在機械加工中的重要性是不言而喻的。在工業(yè)行業(yè)中，對機械零件的性能要求越來越高。為了提高機械零件的耐磨性，延長其使用壽命，許多結(jié)構(gòu)鋼零件經(jīng)常采用淬火處理。然而，淬火零件的強度和硬度較高，塑性較差，給切割加工帶來了問題。那么，什么刀適合切割和淬火鋼呢？CBN車刀片加工的優(yōu)點是什么？

刀具性能的優(yōu)缺點對切割加工的效率和精度至關(guān)重要。提高刀具性能一直是機械制造領(lǐng)域不斷探索和研究的課題之一。本文主要介紹了淬火鋼的加工特點以及如何選擇正確的刀具材料。

一、淬火鋼的定義及加工特點。
淬火鋼是一種硬度高(大于HRC50)、強度高、幾乎無塑性的鋼件。
淬火鋼的切削特點:(1)硬度高，強度高，塑性接近0；(2)切削力大，切削溫度高；(3)不易產(chǎn)生積屑瘤；(4)導(dǎo)熱系數(shù)低。
淬火鋼具有良好的使用性能，廣泛應(yīng)用于交通、風(fēng)電、機床、模具等領(lǐng)域。典型部件包括齒輪、齒輪軸、軸承、滾珠絲杠、同步器、模具等。

二、淬火鋼的熱處理工藝。
淬火鋼具有良好的使用性能，熱處理是一個不可避免的過程，淬火鋼常用的熱處理工藝包括退火、淬火、回火。退火是為了降低金屬材料的硬度，提高塑性，以促進切割或壓力處理，減少殘余應(yīng)力。淬火、回火是一起的，淬火后直接回火，精加工前，淬火的目的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度、強度和耐磨性，為后熱處理做好準(zhǔn)備?；鼗鸬闹饕康氖窍慊疬^程中鋼件產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高硬度和耐磨性，并具有所需的塑性和韌性。
熱處理后，工件硬度一般在HRC45以上，有的甚至達到HRC60以上。不同的工件具有不同的工作性質(zhì)，因此熱處理后的硬度也不同。例如，汽車變速箱齒輪熱處理后的硬度一般在HRC58-63之間，旋轉(zhuǎn)支撐軸承熱處理后的硬度在HRC47-55之間，滾珠絲杠熱處理后的硬度一般在HRC60-62之間。

三、淬火鋼的機械加工工藝。
淬火鋼熱處理后需要精加工，以確保圖紙尺寸和表面粗糙度，但熱處理淬火鋼硬度難以加工，部分工件為間歇切割或表面精度要求高，通常采用磨削方法提高工件精度，以下簡要介紹幾種淬火鋼的機械加工工藝。
齒輪加工工藝:下料-鍛造-正火-粗車-調(diào)質(zhì)熱處理(淬火+高溫回火)-精車-齒面磨削加工-檢驗入庫。
滾珠絲杠的加工工藝:下料-鍛造-退火-切削-熱處理-磨削-檢驗入庫。
汽車半軸加工工藝：下料-鍛造-正火-車削-拉花鍵-熱處理-磨削。
從加工工藝的角度來看，上述淬火鋼件需要研磨，以確保圖紙要求，齒輪為間歇切割，刀不能加工；滾珠絲杠和汽車半軸表面精度高，磨削達到表面光潔度。

四、采用車代磨工藝切削加工淬火鋼。
隨著切割技術(shù)的不斷發(fā)展，刀具行業(yè)依次開發(fā)了涂層硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具，以車削而不是磨削為最終加工工藝，實現(xiàn)了車輛磨削工藝。以下是這三種工具的性能。
涂層硬質(zhì)合金刀具：是在硬質(zhì)合金刀具上電鍍一層耐磨材料，硬度高，耐磨性好，但涂層厚度一般為2~18μm，耐磨層薄，耐磨層磨損長，耐磨層磨損后的加工性能與未涂層硬質(zhì)合金刀具相同，或斷裂時，導(dǎo)致磨損加劇，頻繁更換，影響加工效率，增加刀具成本。
陶瓷刀具:與涂層刀具相比，性能更好，但脆性大是眾所周知的缺點。適用于精加工硬度HRC45-55之間的淬硬鋼件，不能間斷切割和大量車削。
立方氮化硼工具：由于硬度僅次于金剛石工具，因此統(tǒng)稱為超硬工具。除硬度高外，耐磨性好，但與陶瓷工具的缺點一樣脆性大是不爭的事實。通過不斷的努力和研究，我國工具行業(yè)開發(fā)了立方氮化硼工具，解決了立方氮化硼工具只能用于精加工工藝的問題。
針對不同淬火鋼工件的不同性能、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷刀具加工淬火鋼等問題，我國開發(fā)了相應(yīng)的刀具材料。

五、我國刀具切削加工淬火鋼的刀具材料及切削參數(shù)。
在加工齒輪鋼時，經(jīng)常有兩種工況：連續(xù)切割和間歇切割。中國開發(fā)了BN-H11、BN-H20和BN-S20。加工方案如下：
連續(xù)切割:選用BN-H11材料，屬于焊接立方氮化硼刀，刀深控制在0.3mm以內(nèi)。切割參數(shù):ap≤1mm，F(xiàn)r=0.05-0.35mm/r，VC=60-250m/min。
間歇切割:選用BN-H20材質(zhì)(刀片圖案與BN-H11材質(zhì)相同)，屬于焊接立方氮化硼刀具，耐磨性強，耐崩性強，吃刀深度控制在0.3mm以內(nèi)。切割參數(shù):ap≤1mm，F(xiàn)r=0.05-0.35mm/r，VC=60-250m/min。
還有一種間歇切割屬于大余量車削。由于大型工件熱處理后變形大，加工余量≥2mm，屬于強間歇切割。在這種情況下，我們選擇了中國開發(fā)的BN-S20材料。該品牌屬于整體立方氮化硼刀具。刀的深度沒有上限，可以吃整個刀片。

如今，越來越多的淬火鋼件出現(xiàn)在機械加工車間。機械制造商一直在尋找高效、低成本的車削刀具。對于刀具行業(yè)來說，只有不斷開發(fā)高性能、高質(zhì)量的刀具材料或刀具材料，才能占領(lǐng)刀具市場。我希望以上關(guān)于CBN車刀片的內(nèi)容能對讀者有所幫助。