铸铁材料包括灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁和各种合金铸铁。由于其具有硬而脆的特性,因此切削加工时比普通钢件更费刀具。所以,如何选择合适的刀具材料就成为了一个非常重要的课题。选择了正确的刀具材料,不仅可以延长刀具的使用寿命,改善机加工工艺,提高零件的加工效率,为企业带来可观的经济效益。
灰铸铁加工所用刀具材料
灰铸铁在汽车制造领域,尤其是制动鼓和制动盘制造中得到广泛的应用。而最适合切削这种材料的刀具就是立方氮化硼材料刀具。由于这种刀具的使用,目前的切削速度相比于10年前,每分钟可以提高335米。
高速加工所产生的高温会溶解刀具涂层,并且伤害涂层内的合金本体。由于铸铁材料硬而脆,容易产生高温,而用于铸铁切削的普通数控刀具涂层只有8到20微米厚,经常会在高温下被溶解,从而露出内部的合金本体。因此普通数控刀片在切削铸铁工件时,耐用度往往会非常低。
而立方氮化硼刀具是为灰铸铁高速切削量身设计的刀具材料。其极高的高温耐磨性致使它可以胜任高速加工的恶劣条件,并使加工速度提升至每分钟550米。在灰铸铁制动盘零件加工试验中,使加工速度达到每分钟400到1658米。
经过测试,立方氮化硼刀具的使用寿命比同样具有很好耐磨性的氮化硅陶瓷刀片还要高出一倍左右。由于适应高速切削,因而立方氮化硼刀具的进给率也得到了提升,生产效率比氮化硅陶瓷刀片提高了20%到200%,效果相当令人惊艳。
球墨铸铁和蠕墨铸铁加工所用刀具材料
加工球墨铸铁和蠕墨铸铁时,最主要的挑战来自于化学腐蚀作用。刀具材料与铸铁中更高的含铁量会发生相互作用,造成刀具的过快磨损。
而抗化学腐蚀的能力恰恰也是立方氮化硼刀具的优势之一。同时,立方氮化硼刀具还具有非常理想的韧性,常用于珠光体球墨铸铁的高速切削,如QT500、QT600、QT700、QT800、QT900等高强度强墨铸铁的粗精加工中。
奥贝球铁和白口铸铁加工所用刀具材料
以奥贝球铁与白口铸铁为代表的高硬度耐磨合金铸铁一向是所谓的“刀具杀手”,它们拥有很高的含碳量,具有很高的硬度和脆性,使用一般刀具材料难以加工。
而立方氮化硼刀具却成为了这两种材料的克星,其出色的耐磨性使得可以胜任高铬合金铸铁、高镍铬冷硬铸铁、等温淬火后的球墨铸铁及高硅铬钼合金铸铁等材料的加工。从耐磨性和加工效率这两方面而言,立方氮化硼刀具已经使陶瓷刀片失去了竞争优势。
随着机械加工行业的竞争日趋激烈,对加工高效率、低成本的要求越来越高,这一行业已经不能继续按照过去粗放型的模式继续发展了。如何通过正确选用刀具刀具材料,实现改善加工工艺,进而提高加工效率和降低综合成本的目的,已经成为每一位机加工工艺人员必须思考的问题。作为直接执行加工任务的切削刀具,如果我们能够了解它们的性能并加以正确的使用,就可以最大程度上提升加工质量,实现更好的经济效益。