1 切削冷硬鑄鐵

　　冷硬鑄鐵硬度很高，毛坯表面粗糙货岭，并存在砂眼路操、氣孔等鑄造缺陷，加工余量較大千贯，粗加工時(shí)一般切削深度選得較大屯仗，有很大的沖擊載荷，切削條件相當(dāng)苛刻丈牢，目前還難于用陶瓷刀具進(jìn)行粗車祭钉。通常先用硬質(zhì)合金刀具粗車外圓瞄沙，留下0.3mm(單邊)左右的余量已箫，再用氮化硅陶瓷刀具半精車。

　　1) 刀具的破損問(wèn)題

　　由于工件材料硬度很高坟荤，即使是半精車蕴节，刀具也易發(fā)生破損。加工時(shí)可采取如下措施：

　　·用負(fù)前角切削挽沧。負(fù)前角值不必很大贷弧，例如刀桿槽有一縱向負(fù)前角(gp=-11°左右)，這樣糙官，當(dāng)主偏角和副偏角都為45°時(shí)窟潜，刀片本身的前角和后角均為O，安裝后主切削刃的前角為-8°鱼催，刃傾角為-8°翅栖，切削刃和副切削刃的后角均為8°。一塊刀片有八個(gè)角可用于切削见毒。

　　·在切削刃上刃磨出負(fù)倒棱谅褪。例如bg1=0.2mm，g01=-30°吴攒，以保護(hù)刃口张抄。

　　·選用較厚的刀片。切削時(shí)不僅切削力大洼怔，而且切削溫度也非常高署惯，如果刀片厚度不夠，造成和刀片下表面接觸的槽表面的剛度不夠镣隶，從而使刀片表面產(chǎn)生裂紋极谊。例如用16×16×4.5mm的刀片切削，在垂直切削刃方向產(chǎn)生了肉眼可見(jiàn)的裂紋矾缓，用16×16×8mm的刀片切削則無(wú)裂紋出現(xiàn)怀酷。

　　2) 和硬質(zhì)合金刀具的對(duì)比

　　用硬質(zhì)合金刀具切削冷硬鑄鐵稻爬，切削速度一般只有10～15m/min，并且由于刀具磨損比較嚴(yán)重蜕依，車出的工件存在比較明顯的圓錐度桅锄，這將增加后道磨削工序的余量。用氮化硅陶瓷刀具切削冷硬鑄鐵样眠，切削速度可達(dá)到35～40m/min 友瘤，如車削硬度為66～78HS(49～58HRC)、長(zhǎng)度為803mm的軋輥肩蹬，加工完一根后虏向，后刀面磨損只有0.2～0.3mm，刀片的一個(gè)角可車削3～4根軋輥深酗』嗜可見(jiàn)用氮化硅陶瓷刀具代替硬質(zhì)合金刀具半精車?yán)溆茶T鐵工件，切削速度至少提高一倍以上汁恍，可獲得更高的刀具耐用度與加工精度据值。刀具的費(fèi)用增加不多，而經(jīng)濟(jì)效益卻明顯提高窃征。

　　2 切削高硬度鋼

　　1) 切削高錳鋼

　　高錳鋼的原始硬度雖然不一定很高瘾歉，但加工硬化非常嚴(yán)重，加工后硬度可提高一倍左右芳潦，切削加工性很差沧宠，用一般硬質(zhì)合金刀具很難加工，特別當(dāng)加工精度或表面粗糙度要求高時(shí)鹃漩，硬質(zhì)合金刀具更顯得無(wú)能為力蕾奴。例如某廠加工主動(dòng)車輪，材料為ZG55Mn 殃恒，調(diào)質(zhì)植旧，硬度為169～225HB，380mm內(nèi)孔公差僅為0.045mm离唐，內(nèi)孔錐度要求0.014/455mm病附，粗糙度要求為Ra1.6μm。選用多種硬質(zhì)合金刀具加工亥鬓，均達(dá)不到上述質(zhì)量要求完沪；后改用氮化硅陶瓷刀具，順利解決了問(wèn)題嵌戈。

　　另一種高錳鋼的原始硬度為280HB覆积，初始切削后的硬度即達(dá)500～600HB ，用普通硬質(zhì)合金刀具很難加工熟呛，選用高性能硬質(zhì)合金刀具雖能加工宽档，但效率較低尉姨，切削速度只有16m/min 。用氮化硅陶瓷刀片在切削深度和進(jìn)給量不變的情況下吗冤，切削速度可達(dá)到65m/min 卓召，加工效率提高3倍多，而且切削平穩(wěn)沐虐、輕快伶摄，工件的表面粗糙度較小，刀具磨損極小阴些。

　　使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)：① 要連續(xù)切削历劣，即粗車與精車或半精車連續(xù)進(jìn)行。避免先粗車毛坯佣深，然后再進(jìn)行精加工根丈；② 切削深度應(yīng)在0.5mm以上，以免在硬化層中切削诬翩；③ 兩端面要預(yù)先倒角使宽，否則進(jìn)刀和出刀處刀頭易崩裂。

　　2) 切削淬火鋼

　　一些合金淬火鋼例如W18Cr4V贫巴、Gr15、38CrMoAlA等的硬度可達(dá)58～62HRC 隐户，很難切削炕婶，通常采用磨削方式加工，但磨削的效率很低莱预。例如某廠的油泵套筒材料為38CrMoAlA柠掂，氮化后要切除的余量有0.5mm，如用磨削加工依沮，需3～4小時(shí)涯贞，但用氮化硅陶瓷刀具車削加工，僅需要10分鐘危喉，大大提高了切削效率宋渔。

　　3 切削高硅鋁合金

　　高硅鋁合金的硬度雖然不高，但由于硅含量較高辜限，材料中含有的細(xì)顆粒硅和其他合金成分具有強(qiáng)烈的擦傷作用皇拣，使刀具的磨損很快。

　　例如某廠用YG6硬質(zhì)合金刀具車削活塞薄嫡，材料為高硅鋁合金氧急，在切削速度v=465m/min時(shí)，刀具耐用度僅20分鐘左右毫深；如使用氮化硅陶瓷刀片吩坝，在切削速度相同的情況下缩毯，耐用度為YG6的2 ～3倍。車削活塞屬于斷續(xù)切削姐硬，但氮化硅陶瓷刀具仍能勝任琼护。對(duì)于含硅量更高的鋁合金，切削加工性更差屁爵，如果用氮化硅陶瓷刀具仍不夠滿意菌熬，可以改用金剛石刀具加工。

　　4 切削堆焊鈷基合金

　　某廠的排氣閥材料為鈷基合金晚神，硬度為40～50HRC炊撕。毛坯表面是堆焊的硬皮，高低不平饮协，加工時(shí)呈斷續(xù)車削狀態(tài)秦物。用硬質(zhì)合金刀具粗車時(shí)，切削條件為ap＝1mm啰价，f=0.15mm/r 猿文，v=21m/min ；用氮化硅陶瓷刀具加工時(shí)起便，切削深度與進(jìn)給量保持不變棚贾，可將切削速度提高至53m/min ，切削效率提高1.5倍榆综，刀具耐用度延長(zhǎng)2～4倍妙痹。

　　5 車削與銑削噴(堆)焊鎳基合金

　　鎳基合金的特點(diǎn)：①高溫強(qiáng)度很高，即使在600～800 ℃條件下鼻疮，仍保持很高的強(qiáng)度與硬度怯伊，這將使切削力大幅度提高，要求刀具的高溫硬度和高溫強(qiáng)度較高判沟；②加工硬化嚴(yán)重耿芹，這將進(jìn)一步增大切削力，使刀具承受很大的負(fù)荷挪哄，容易引起刀具破損吧秕，要求刀具應(yīng)具有很高的斷裂韌性；③導(dǎo)熱系數(shù)低中燥，切削時(shí)在刀具表面將產(chǎn)生很高的溫度寇甸，要求刀具材料有很高的高溫硬度；④含有許多碳化物疗涉、氮化物等硬質(zhì)點(diǎn)稀渊，極易磨損刀具，要求刀具應(yīng)具有良好的耐磨性。由于第三與第四點(diǎn)铐跷，刀具材料可選擇硬質(zhì)合金或陶瓷媒龟，但這兩種材料的強(qiáng)度較低，脆性較高涧兜，容易破損病囱。特別在加工噴(堆)焊鎳基合金時(shí)，由于表面嚴(yán)重高低不平筹飒，屬于斷續(xù)切削继蚪。兩種刀具中，陶瓷刀具更易破損葡债，但只要應(yīng)用得當(dāng)杨朴，即使是陶瓷刀具也完全可以勝任。

　　1) 解決刀具破損的措施

　　下面以端銑噴焊鎳基合金為例蓝垢，說(shuō)明如何防止刀具破損挑乓。工件為油井井口閘閥閥板，在鋼基體的表面上噴焊了一層鎳基合金漆枚，其成分為：C O.5～1.0%创译，F(xiàn)e 10～13% ，Cr 9～12% 墙基，B 3.0～4.0% 软族，Si 2.5～3.5% ，Ni余量碘橘。噴焊鎳基合金的硬度為50～55HRC互订。工件為長(zhǎng)方形扁平板，銑削面積為184×85mm2時(shí)痘拆。噴焊表面極為粗糙，高低不平相差達(dá)到1～1.5mm氮墨。用?200mm面銑刀在X53立式銑床上加工纺蛆，單齒，刀片為上海硅酸鹽研究所研制的氮化硅刀片规揪，尺寸為16×16×4.5mm桥氏，用機(jī)械夾固方法夾緊在銑刀盤(pán)上。

　　·用負(fù)前角切削：前角的選擇是解決崩刃的關(guān)鍵妥抬。由于刀體上刀片軸向前角為4°蛆器，徑向前角為0°，當(dāng)主偏角為45°時(shí)蔓摇，如果刀片本身的前角為0°和植，則安裝后切削刃的實(shí)際前角為2.8°。為保護(hù)切削刃，應(yīng)磨出寬度為0.1mm的負(fù)倒棱铅夷，負(fù)倒棱前角為-30°鹰个。由于鎳基合金和前刀面的接觸長(zhǎng)度大，因此起主要切削作用的還是負(fù)倒棱后的前刀面场暮。刀片本身為0°前角時(shí)骏拱，實(shí)際上是以正前角形式進(jìn)行切削，在這樣沉重的沖擊載荷作用下迁枪，刀片強(qiáng)度顯得明顯不足难圣。在切削速度為47m/min 時(shí)，無(wú)論將銑削深度從1.0mm減小到0.5mm或0.3mm冲肖，進(jìn)給量從0.31mm/齒減小到0.2或O.12mm/齒们豌，或用YG6 硬質(zhì)合金刀片，或用強(qiáng)度更高的熱壓氮化硅刀片都不能解決崩刃問(wèn)題阁危。只有將刀片本身前角刃磨成-10°或一15°玛痊，改善刀具內(nèi)的應(yīng)力分布狀態(tài)，才可有效防止崩刃狂打。

　　·控制切削速度：切削速度選擇不當(dāng)擂煞，即使用了負(fù)前角，崩刃仍會(huì)發(fā)生趴乡。如采用上述加工條件对省，在切削速度為47m/min 時(shí)，銑削幾個(gè)行程也未發(fā)生崩刃晾捏；但當(dāng)切削速度提高到60m/min 時(shí)蒿涎，雖然其他條件都不變，銑削不到一個(gè)行程惦辛，刀齒即崩壞劳秋。切削速度的提高，使沖擊載荷也隨之增大胖齐，以至崩刃不可避免玻淑。銑削噴焊鎳基合金和銑削灰鑄鐵不同，銑削灰鑄鐵時(shí)茎冒，當(dāng)銑削深度ap=1mm宫氛，進(jìn)給量為0.787mm/齒時(shí)，即使切削速度提高到v=589m/min 宠璧，也不會(huì)發(fā)生崩刃间渐。

　　2) 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

　　·車削 以某廠的堆焊鎳基合金柴油機(jī)排氣閥推桿為例。Ni含量約77.5%姊黍，其他成分為：Cr 12% 东哀，C O.5%，Si 3.5%，F(xiàn)e 4.0%知援，B 2.5%次瓣；硬度為51～54HRC ，切削表面為圓錐面星自，表面上有堆焊缺陷憾擒，用YG6硬質(zhì)合金刀具車削，最高切削速度為23.9m/min塑崖，切削深度為1mm七冲，進(jìn)給量為0.1mm/r。用氮化硅陶瓷刀具切削规婆，切削深度和進(jìn)給量不變澜躺，最高切削速度提高到37.6m/min ，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)下(VB=0.6mm) 抒蚜，氮化硅陶瓷刀具的切削長(zhǎng)度是硬質(zhì)合金刀具的4.5倍掘鄙。此外，還將國(guó)產(chǎn)圓形和方形氮化硅陶瓷刀片和進(jìn)口的同類型刀片進(jìn)行了比較嗡髓，結(jié)果在抗破損性操漠、耐磨性和加工表面粗糙度等方面都不相上下，國(guó)產(chǎn)刀片完全可以替代進(jìn)口刀片饿这。

　　·銑削 噴焊鎳基合金閥板加工非常困難浊伙，某廠原來(lái)采用金剛石砂輪在一般平面磨床上磨削，磨一塊閥板約需200分鐘长捧；而用單齒銑刀銑削一塊閥板則只需70分鐘嚣鄙，提高效率近兩倍；如以多齒銑刀銑削則效率還可大大提高秩纹。每片金剛石砂輪價(jià)格為3800元幔时，只能加工200件閥板，每塊閥板的磨削成本為19元园撵；采用氮化硅陶瓷刀具銑削舍屠，每片刀片價(jià)格為20元，一片刀片至少可加工4塊閥板圃活，每塊閥板的銑削加工成本為5元，直接經(jīng)濟(jì)效益提高近4倍蒸咏。如每片刀片不止加工4塊閥板归鲸，或刀片重磨后再用，則經(jīng)濟(jì)效益還可提高悬坎。此外定桃，磨削時(shí)噴焊層的切屑無(wú)法回收，工人勞動(dòng)條件差；采用銑削加工何别，切屑可以回收篮啦，工人勞動(dòng)條件也得到改善。

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