如何选择合适的工具来加工淬火钢？

什么是淬火钢？

淬火钢是指淬火后具有马氏体组织和硬度高于HRC50的钢。在难切削材料中占有很大比例。磨削是加工硬化钢的传统方法。而车、铣、镗、钻、铰等常用于提高加工效率，解决工件磨、淬后形位误差过于复杂而难以产生的问题。

淬火钢的特性

淬火钢的切削特性如下：

(1)淬火钢的主要切削特性是高硬度、高强度和几乎没有塑性。

(2) 切削力大，切削温度高

(3)淬火钢具有高硬度和脆性。切削时不易产生切屑，加工表面可得到较低的表面粗糙度。

(4)切削刃易断磨损

(5) 低导热率

如何选择加工硬化钢的刀具材料？

合理选择刀具材料是加工淬火钢的重要条件。根据淬火钢的切削特性，刀具材料既要具有高硬度、耐磨性和耐热性，又要具有一定的强度和导热性。

(1)硬质合金：为提高硬质合金的性能，在选择硬质合金时应优先选用含有适量TAC或NBC超细颗粒的硬质合金。在WC Co硬质合金中加入TAC和NBC颗粒，可以细化硬质合金的晶粒度，提高硬质合金的耐磨性。 TAC还可以降低硬质合金的摩擦系数，降低切削温度，增强硬质合金的抗热裂和热塑性变形能力。同时，与普通硬质合金相比，WC晶粒可细化至0.5-1μm。硬度提高hra1.5-2，抗弯强度提高600-800mpa，高温硬度提高。

常用于切削淬火钢的硬质合金牌号有：ym051、ym052、yn05、yn10等。

(2)陶瓷刀具：在氧化铝中加入tic等金属元素，采用热压工艺，提高陶瓷的致密性，提高氧化铝基陶瓷的性能，提高陶瓷硬度至hra95.5，抗弯强度可达800-1200mpa，耐热可达1200℃-1300℃。在使用中可以减少粘附和扩散磨损。陶瓷刀具适用于淬硬钢的车、铣、镗、刨。

(3)立方氮化硼刀具：硬度hv8000-9000，复合抗弯强度900-1300mpa，导热系数高，耐热1400℃-1500℃，是刀具材料中最高的。非常适用于淬火钢的精车和半精车。

综上所述，切削淬火钢最好的刀具材料是立方氮化硼刀片，其次是陶瓷刀具，最后是新型硬质合金刀具。

加工淬火钢时如何选择切削参数？

淬火钢的切削参数主要根据刀具材料和工件材料的物理力学性能、工件形状、工艺系统刚度和加工余量来选择。在选择切削参数三要素时，首先要考虑的是选择合理的切削速度，其次是切削深度，其次是进给速度。

(1)切削速度VC：根据以往经验，不同刀具材料切削淬硬钢的切削速度为：

硬质合金刀具vc=30~75m/min；陶瓷刀具vc=60~120m/min；立方氮化硼刀具vc=80~250m/min。断续切削、工件材料硬度过高时，应降低切削速度，一般为最小切削速度的1/2以上。

(2)切削深度​​AP：一般根据加工余量和工艺系统刚度选择。一般ap=0.1~3mm。

(3)进给速度fr：一般为0.05-0.5mm/r。当工件材料硬度较高或断续切削时，为减小单位切削力，应降低进给速度，防止刀片崩刃。

如何使用CBN刀具切割淬硬钢？

CBN刀具主要用于切削各种淬火钢和其他难切削材料。不仅金属去除率高，而且表面处理质量好。切削各种淬火钢，可有效代替磨削，减少加工工序，提高生产率。由于CBN刀具具有高硬度（hv8000~9000）和高耐热性（1400℃~1500℃），允许以比硬质合金高数倍的切削速度切削淬硬钢，其耐用性是硬质合金的数倍。是硬质合金的几十倍。 CBN 刀具不适用于低速切削。 CBN刀具通过切削过程中产生的热量在小切削区域内软化工件材料。

切削硬度为hrc55-65的材料时，CBN刀具的切削速度应在90-200m/min范围内。铣削时vc=100-160m/min，每分钟进给速度vf=70-160mm/min；铰孔时vc=60-130m/min，ap=0.1-0.2mm，f=0.07-0.2mm/r。 CBN刀具主要用于淬火钢的半精加工和精加工，效率比磨削高10倍左右。

CBN刀具切削淬火钢实例

淬火钢的切削加工是最具代表性的硬切削材料之一。过去，人们认为很难，只能磨。现在，由于切削技术的进步，人们习惯于用车、铣、刨、钻来代替磨削。

淬硬轴承钢（GCr15）用立方氮化硼刀具kbn100车削，工件硬度为HRC62。工件是轴承的外圈。切削参数VC＝115m/min，AP＝0.3mm，f＝0.1～0.2mm/r，刀具寿命60min，表面粗糙度Ra1.6。

总结

根据目前的经验，在机床和环境允许的情况下，立方氮化硼CBN刀具是加工淬火钢最合适的刀具。