華菱新型立方氮化硼刀具材料助力鑄鐵干切削和高速車削

干式切削是為了保護(hù)環(huán)境和降低成本而有意識(shí)地在機(jī)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(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化地發(fā)展。從20世紀(jì)90年代開始,國外對(duì)干式切削技術(shù)進(jìn)行了大量研究,并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),取得了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,干式切削技術(shù)已成為金屬切削加工發(fā)展的趨勢(shì)。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(tài),從而提高工件的表面質(zhì)量,延長刀具的使用壽命。隨著機(jī)加工行業(yè)切削液費(fèi)用越來越高,以及環(huán)保節(jié)能的要求,干切削已經(jīng)不僅在硬材料切削和小型零件切削中使用,由于刀具材料的發(fā)展,隨著BN-K20和BN-S30牌號(hào)的cBN超硬刀具等適合鑄鐵干切削的刀具牌號(hào)的進(jìn)入市場(chǎng),目前干切削技術(shù)也廣泛用于普通灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵的切削加工中。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì),機(jī)械制造總成本中,切削液占生產(chǎn)成本的比重高達(dá)15%。,而刀具費(fèi)用只占生產(chǎn)成本的3%-5%。以前,很多從濕式加工轉(zhuǎn)變到干加工的可見成本也很高,隨著刀具材料的發(fā)展,如今都不成為問題。實(shí)際上,干車削硬材料和高速切削削不僅是可行的,而且有利可圖。其技巧是正確集成刀具、機(jī)床和切削技術(shù)。其中改進(jìn)刀具材料,是實(shí)現(xiàn)干切削是最直接最經(jīng)濟(jì)的辦法。誠然,實(shí)現(xiàn)干式切削的最大技術(shù)難題是刀具,他是使干式切削加工得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素。刀具在切削加工過程中,要承受很大的壓力,同時(shí)由于切削時(shí)產(chǎn)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(chǎn)生更強(qiáng)烈的摩擦,使刀具切削刃上產(chǎn)生極高的溫度和受到很大的應(yīng)力,在這樣的條件下,刀具將迅速磨損或破損。發(fā)展干式切削,刀具材料要具備高溫紅硬性和化學(xué)穩(wěn)定性和較低的摩擦系數(shù)。

在機(jī)械制造行業(yè),傳統(tǒng)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(tǒng)認(rèn)識(shí)是切削液對(duì)于取得較好光潔度和更長刀具壽命是必不可少的。雖然現(xiàn)實(shí)中切削液對(duì)于許多加工仍然是必要的,但是研究表明,有了現(xiàn)代切削刀具材料和當(dāng)今更高的切削速度,并不一定要使用切削液,其原因在于:切削區(qū)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(shí)。舉例來說,假定切削液能克服銑刀高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,切削液在到達(dá)切削區(qū)之前早已汽化,對(duì)那里幾乎沒有冷卻作用。

干切削刀具材料發(fā)展到普通鑄鐵零件中最具有代表的是華菱超硬BN-S30及BN-K20牌號(hào)的立方氮化硼(PcBN刀具)刀片,這是華菱公司在汽車零部件制造行業(yè)繼“以車代磨”硬車技術(shù)后又一突破,使得干切削技術(shù)應(yīng)用范圍從硬材料加工發(fā)展到普通鑄鐵零件中。目前,BN-K20和BN-S30牌號(hào)硬質(zhì)刀具已經(jīng)開始用于鑄鐵剎車盤、制動(dòng)鼓、變速箱殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體以及鑄鐵飛輪、壓盤的高速干切削加工中;由于刀具材料在1300攝氏度高溫狀態(tài)下正常切削的高溫紅硬性和化學(xué)穩(wěn)定性,車削灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵零件時(shí)切削速度可達(dá)500m/min以上,也可用于加工中心采用1000/min以上的線速度進(jìn)行高速銑削灰鑄鐵零件。而且具有較低的摩擦系數(shù),不但能實(shí)現(xiàn)干式切削,而且加工的表面粗糙度低。

灰鑄鐵一直是汽車制造業(yè)的主要原材料之一,它被用于制造各種零部件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、差速器箱體、軸、飛輪、制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤等?；诣T鐵在汽車制造業(yè)的絕對(duì)用量大得驚人,華菱超硬刀具在灰鑄鐵加工中應(yīng)用無疑是最成功的,特別是BN-K20精加工刀片和BN-S30牌號(hào)中等加工在灰鑄鐵中的大量使用,大幅度提高了切削效率,由于放棄切削液的使用,發(fā)展綠色干式切削,可實(shí)現(xiàn)制造行業(yè)“節(jié)約能源、節(jié)約資源、污染最小,有利環(huán)?！钡闹笇?dǎo)思想。 (中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng))