立方氮化硼刀具材料助力鑄鐵幹切削和高速車削

割鑄鐵用什麼工具

乾式切削就為了保護環境和降低成本而有意識地在機械加工中減少或完全停止使用切削液的加工方法，能使企業經濟效益和社會效益協調最佳化地發展。從20世紀90年代開始，國外對乾式切削技術進行了大量研究，並應用於實際生產，取得了一定的社會效益和經濟效益，乾式切削技術已成為金屬切削加工發展的趨勢。在金屬切削加工中，常常使用切削液。切削液的主要作用是降低切削溫度，改善加工過程的摩擦磨損狀態，從而提高工件的表面質量，延長刀具的使用壽命。隨著機加工行業切削液費用越來越高，以及環保節能的要求，幹切削已經不僅在硬材料切削和小型零件切削中使用，由於刀具材料的發展，隨著BNK30和BN-S300牌號CBN超硬刀具等適合鑄鐵幹切削的刀具牌號的進入市場，目前幹切削技術也廣泛用於普通灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵中。

據資料統計，機械製造總成本中，切削液佔生產成本的比重高達15%。，而刀具費用只佔生產成本的3%-5%。以前，很多從溼式加工轉變到幹加工的可見成本也很高，隨著刀具材料的發展，如今都不成為問題。實際上，幹車削硬材料和高速切削削不僅是可行的，而且有利可圖。其技巧是正確整合刀具、機床和切削技術。其中改進刀具材料，是實現幹切削是最直接最經濟的辦法。誠然，實現乾式切削的最大技術難題是刀具，它是使乾式切削加工得以順利進行的關鍵因素。刀具在切削加工過程中，要承受很大的壓力，同時由於切削時產生的金屬塑性變形以及在無切削液的情況下刀具、切屑、工件相互接觸表面間將產生更強烈的摩擦，使刀具切削刃上產生極高的溫度和受到很大的應力，在這樣的條件下，刀具將迅速磨損或破損。發展乾式切削，刀具材料要具備高溫紅硬性和化學穩定性和較低的摩擦係數。

在機械製造行業，傳統思維是要獲得更高的速度和切削更硬的材料，必須使用切削液來維持刀具的壽命或切削速度，傳統認識是切削液對於取得較好光潔度和更長刀具壽命是必不可少的。雖然現實中切削液對於許多加工仍然是必要的，但是研究表明，有了現代切削刀具材料和當今更高的切削速度，並非一定要使用切削液，其原因在於：切削區溫度變得非常高，通常超過1000℃，尤其是在高速切削和硬材料切削時。舉例來說，假定切削液能克服銑刀高速旋轉產生的離心力，切削液在到達切削區之前早已汽化，對那裡幾乎沒有冷卻作用。

幹切削刀具材料發展到普通鑄鐵零件中最具有代表是BN-S300及BNK30牌號立方氮化硼（PCBN刀具）刀片，這是在汽車零部件製造行業繼“以車代磨”硬車技術後又一突破，使得幹切削技術應用範圍從硬材料加工發展到普通鑄鐵零件中，目前，BNK30和BN-S300牌號硬質刀具已經開始用於鑄鐵剎車盤，制動鼓，變速箱殼體，發動機缸體以及鑄鐵飛輪，壓盤的高速幹切削加工中；由於刀具材料在1300攝氏度高溫狀態下正常切削的高溫紅硬性和化學穩定性，車削灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵零件時切削速度可達500m /min以上 ，也可用於加工中心採用1000/min以上的線速度進行高速銑削灰鑄鐵零件。而且具有較低摩擦係數，不但能實現乾式切削，而且加工表面粗糙度低。

灰鑄鐵一直是汽車製造業的主要原材料之一，它被用於製造各種零部件，包括髮動機缸體、缸蓋、差速器箱體、軸、飛輪、制動鼓和制動盤等。灰鑄鐵在汽車製造業的絕對用量大得驚人，在灰鑄鐵加工中應用無疑是最成功的，特別是BNK30精加工刀片和BN-S300牌號中等加工在灰鑄鐵中的大量使用，大幅度提高了切削效率，由於放棄切削液的使用，發展綠色乾式切削，可實現製造行業 “節約能源、節約資源、汙染最小，有利環保”的指導思想。