耐磨合金铸铁是指在一定磨损条件具有高耐磨性、高硬度的合金铸铁,按其工作条件大致可分为两类:一种是在有润滑条件下工作的减摩铸铁,如机床导轨、气缸套、环和轴承等;另一种是在无润滑、受磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁,如犁铧、渣浆泵、杂质泵、泥浆泵、轧辊及球磨机零件等。
耐磨合金铸铁材质硬度高、耐磨性好,属于难加工材质,普通合金刀头很难进行有效的加工,随着刀具材料的不断发展更新,目前可用来有效加工耐磨合金铸铁的刀片有涂层硬质合金刀片、陶瓷材质刀片、立方氮化硼刀片。
切削加工耐磨合金铸铁的刀具材质选择
(1)涂层硬质合金刀片:在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的 TiC 或TiN、 HfN、 Al2O3 等薄层,形成表面涂层硬质合金。由于表面上涂覆的一层耐磨材料,刀具较耐磨,适合小批量加工,但当大批量加工高铬合金铸铁件时,由于切削时间长表面涂层的耐磨材料使用完之后刀具就和硬质合金刀具一样,磨损加剧, 导致换刀频次高,影响加工效率和增加刀具费用。如果是单次小批量加工此类高铬铸铁件,少量加工无所谓效率高低,能加工就能解决问题,用涂层硬质合金刀片,性价比更合适。
(2)陶瓷材质刀片:陶瓷材质刀片硬度高于硬质合金,耐磨性好,但脆性大,横向断裂强度低,承受冲击载荷能力弱,所以在切削硬度低于HRC55以下和采用小进给量时,陶瓷材质刀片是较好的选择,但加工高铬铸铁大件时由于毛坯表面伴随有夹砂、气孔等铸造缺陷,使用陶瓷材质刀片容易崩刀,仅适用于小余量精加工。
(3)立方氮化硼刀片:其中BN-K1时专门针对高铬铸铁件而研发的新型立方氮化硼刀片,不仅增加了刀具的韧性,并且具有良好的耐磨性和抗冲击性,可实现高速切削。对于批量加工追求高效率的企业,首先大吃刀量,一刀能车掉1-10mm的余量,很多情况下一刀可以车完,无需多次走刀,从吃刀深度方面提升效率;其次,由于立方氮化硼材质硬度高,可以高速车削,缩短生产节拍,从加工时间上提升效率;另外,BN-K1材质超耐磨、耐冲击,使用寿命高,不用太频繁的换刀片,从刀具寿命上提升效率降低单件成本。
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