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如何选择刀具加工高铬白口铸铁?


  白口铸铁是应用较早也是比较广泛的一类耐磨材料,中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁,用作一些抗磨零件。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁,高合金白口铸铁。普通白口铸铁是不添加合金元素的普通白口铸铁,工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件。低合金白口铸铁脆性仍较大,适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。中合金白口铸铁以铬为主要合金元素,加入铬量达9%时,这种碳化物呈孤立杆状或板状形态,连续性差,所以韧性好、强度高。目前用得最广泛的是高合金白口铸铁中含铬量为12%~20%的高铬白口铸铁,具有较高的硬度,良好的耐磨性和韧性,广泛应用于采矿、水泥、电力、筑路机械等方面。
  随着高铬白口铸铁的应用日益广泛,各种新型刀具如硬质合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等超硬刀具的应用也日趋广泛。但只有选择正确的刀具,才能更好的解决高铬白口铸铁难加工的问题。以前和一位工程师交谈时说立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁效果更明显。原因是立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂,是整体聚晶立方氮化硼刀具,其硬度高,具有良好的耐磨性和抗冲击性能,可有效提高加工效率。
  以下是立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的实际加工案例。
一、高铬白口铸铁的特性
  高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。目前高铬铸铁已经是世所公认的优良的耐磨材料,在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。高铬白口铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下,硬度一般在HRC45以上,抗拉强度为650~850MPa。并且高铬白口铸铁时铸造成型的,尤其铸造出的大件切削量余大,并且表面会有夹砂,气孔等铸造缺陷。所以在加工高铬白口铸铁时,选择正确的刀具很重要。
二、加工高铬白口铸铁的刀具选择
  高铬铸铁作为难切削材料之一,由于硬度高,硬质合金刀具磨损较快,很难正常加工,而陶瓷刀具由于脆性大的原因,一般只用于精加工中;之后出现的专为高铬白口铸铁研发的整体聚晶立方氮化硼刀具BN-K1,其硬度比硬质合金高四倍,比陶瓷刀具高两倍,并且立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂,具有良好的耐磨性和抗冲击性能,可提高加工效率,降低加工成本。
  以下就通过立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的案例来说明立方氮化硼刀具的优势。
三、立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的案例
  加工材料:高铬白口铸铁Cr26
  材料硬度:60HRC
  加工零件:耐磨腐蚀工业泵叶轮,泵体等
  刀具牌号:BN-K1
  切削参数:ap=3.5mm,Fr=0.1mm/r,Vc=75m/min
  切削方式:干式切削。
  BN-K1与陶瓷刀片的效果对比如下:在BN-K1的切削速度是陶瓷刀片的一倍,进给量高于陶瓷刀片40%的情况下,BN-K1的单刃寿命是陶瓷刀片的七倍还要多,即提高了加工效率,又节约了加工时间,降低了加工成本。
四、立方氮化硼刀具BN-K1加工渣浆泵叶轮外圆
  由于叶轮有4枚叶片,故为断续切削。立方氮化硼刀具切削参数为:vc=75m/min,ap=5mm,f=0.1mm/r。切削过程中,叶轮每转一周刀具要承受4次冲击,一次走刀一个刀刃要承受3000多次冲击。切削结果显示:立方氮化硼刀具切完一个工件后没有产生断裂破碎,一片刀片相当于25片陶瓷刀片,充分展现了其耐热抗冲击性能,不仅大大降低了刀具的使用成本,而且使生产效率提高了5倍。
五、总结
  随着机械行业的竞争日益激烈,每个公司都在思考如何选择正确的刀具材料对工件进行切削,从而提高加工效率降低加工成本,如果刀具行业能了解机械行业各种材料的性能并加以正确选择刀具,完全可以为企业带来很好的经济效益。
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