淬火钢难以切削的原因

淬火钢是指金属进过淬火后，组织为马氏体，硬度大于HRC50的钢。它在难切削材料中占有相当大的比重。
加工淬火钢的传统方法是磨削。但为了提高加工效率，解决工件形状复杂而不能磨削和淬火后产生形状和位置误差的问题，往往就需要采用车削、铣削、镗削、钻削和饺削等切削加工方法。淬火钢在切削时有以下特点：

1、硬度高、强度高，几乎没有塑性：这是淬火钢的主要切削特点。

当淬火钢的硬度达到HRC50～60时，其强度可达σb=2100～2600MPa，按照被加工材料加工性分级规定，淬火钢的硬度和强度均为9a级，属于最难切削的材料。

2、切削力大、切削温度高：要从高硬度和高强度的工件上切下切屑，其单位切削力可达4500MPa。为了改善切削条件，增大散热面积，刀具选择较小的主偏角和副偏角。这时会引起振动，要求要有较好的工艺系统刚性。

3、不易产生积屑瘤：淬火钢的硬度高、脆性大，切削时不易产生积屑瘤，被加工表面可以获得较低的表面粗糙度。

4、刀刃易崩碎、磨损：由于淬火钢的脆性大，切削时切屑与刀刃接触短，切削力和切削热集中在刀具刃口附近，易使刀刃崩碎和磨损。

5、导热系数低：一般淬火钢的导热系数为7.12W/(m?K)，约为45号钢的1/7。材料的切削加工性等级是9a级，属于很难切削的材料。由于淬火钢的导热系数低，切削热很难通过切屑带走，切削温度很高，加快了刀具磨损。切削淬火钢最好的刀具材料是立方氮化硼，其次是复合陶瓷，再其次是新牌号硬质合金。

切削淬火钢刀具的几何参数

切削淬火钢时，光有好的刀具材料，而没有合理的刀具几何参数，也不能达到满意的效果。所以要根据具体的刀具材料、工件材料和切削条件，合理地选择超硬刀具几何参数，才能有效地发挥刀具应有的切削性能。

（1）前角：前角的大小对切削淬火钢影响很大。由于淬火钢的硬度、强度高，切削力大，而且集中在刀具刃口附近。为了避免崩刃和打刀，前角应选零度和负值，一般γ0=-10°~0°。工件材料硬度高、断续切削时，应选较大的负前角，γ0=-10°~-30°。如果采用正前角可转位刀片时，应磨出br=0.5~1mm 宽，γ0t=-5°~-15°较大的负倒棱，以增强刀刃强度。
      
（2）后角：切削淬火钢刀具的后角应比一般刀具的后角大一些，以减小后刀面的摩擦，一般a0=8°~10°为好。
      
（3）主偏角和副偏角：为了增强刀尖强度和改善散热条件，主偏角kr=30°~60°，副偏角k’r=6°~15°
      
（4）刃倾角：刃倾角为负值时，可以增大刀尖强度。但负值太大时，会使Fp力增大，在工艺系统刚性差时，引起振动。所以在一般情况下，λs=-5°~0°；断续切削时，λs=-10°~-20°
      
（5）刀尖圆弧半径；它的大小影响刀尖强度和已加工表面粗糙度。因工艺系统刚性的影响，刀尖圆弧半径rt=0.5~2mm为宜。

切削淬火钢刀具，在合理选好几何参数的基础上，必须经过仔细刃磨和研磨，提高刀具各表面的刃磨质量，使刀具耐磨度得到提高。立方氮化硼刀具切削不同硬度的淬火钢选择的几何参数不同，还需根据实际情况由郑州博特技术人员定制方案，欢迎来电咨询或到公司考察。

怎样选择切削淬火钢时的切削用量

切削加工淬火钢的切削用量，主要根据刀具材料、工件材料的物理力学性能、工件形状、工艺系统刚性和加工余量来选择。在选择切削用量三要素时，首选考虑选择合理的切削速度，其次是切削深度，再其次是进给量。

（1）切削速度：一般的淬火钢耐热性在200~600℃，而硬质合金的耐热性为800~1000℃，陶瓷刀具的耐热性为1100~1200℃，立方氮化硼的耐热性为1400~1500℃。切削淬火钢的速度不宜太低或太高，以保持刀具有一定的耐用度。从目前的经验来看，不同的刀具材料淬火钢的切削速度，硬质合金Vc=30~75m/min，陶瓷刀具Vc=60~120m/min ，立方氮化硼刀具Vc=100~200m/min .

(2)切削深度：一般根据加工余量和工艺系统刚性选择，一般情况下，ap=0.1~3mm

（3）进给量：一般为0.05~0.4mm/r。在工件材料硬度高或断续切削时，为了减小单位切削力，应当减小进给量，以防崩刃和打刀。

CBN刀具在切削淬火钢工件上的应用

1， 淬火钢的粗加工。车削加工热处理过的齿轮，齿圈的生产过程中，一些齿轮、齿圈淬火或渗碳淬火后，硬度一般在HRC55以上，有的硬度达到HRC60甚至HRC65左右。齿轮常用一下材质：20Cr、20CrMnTi，40Cr、42CrMo、35CrMo。有的齿轮热处理后变形严重，特别是渗碳淬火后的大齿圈，大齿轮，如高铁齿轮，工程机械大齿圈，重工行业用大齿圈等，这些大型齿轮齿圈淬 火后变形量非常大，这就涉及到淬硬钢粗加工，采用陶瓷刀具、涂层刀具虽可完成加工任务，但消耗的刀片量大且时间长，耗费了不少的人力、物力及财力，有没有一种经济性高、切削性能优的刀片呢？答案是PCBN刀片，加工HRC50-70的高硬度工件，每刃可连续加工100分钟，加工效率是陶瓷刀片的3倍，是一款性价比较高的刀片。

2， 淬火钢的断续加工。间断切削加工一直是个难题，何况是硬度HRC60左右的淬硬钢。特别是在高速车削淬硬钢时，如果工件有间断切削，刀具在间断切削淬硬钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工，对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。以汽车齿轮加工为例，淬硬齿轮以车代磨已经成为一种趋势。加工齿轮可采用SNGN1204型号PCBN整体烧结式刀片，从连续到断续切削稳定如常，且崩刃的现象也很少。

3， 淬火钢的切槽加工，不论是齿轮切槽、轴承滚道槽加工、气缸套环封带槽加工，均可采用博特PCBN双刃槽刀片。

4， 淬硬钢车削的光洁度问题：例如，轴承钢淬火后车削加工一般需要很好的表面光洁度，Gcr15钢是常用轴承钢，淬火后硬度一般在HRC62左右，在生产加工过称中，由于轴承的精度和光洁度要求非常高，如果设计调整好CBN刀具的刃口，淬硬钢车削光洁度可达到Ra0.4。

5，淬火钢轧辊（HRC64~70）的加工，过去一般都采用磨削方法，现在利用CBN刀具可更有效地进行加工。例如，选择博特BTS2800牌号RNMN2008型号刀片，切削速度Vc=40-60m/min ，进给量f=0.5-1.5mm/r ，切削深度ap=1-4mm，轧辊的不圆度及热处理时表明产生的氧化皮对刀具并无不良影响，而且能稳定地加工出较高的表面光洁度和几何形状精度，故可缩短精磨工时。

一般从加工硬度上来说，在切削硬度低于HRC50以下和小切深小进给情况下的淬硬钢工件时，陶瓷刀具是较好的选择。CBN刀具适合于工件硬度高于HRC50，并且可以粗、精一体化完成加工，好的CBN刀具不但粗加工不崩刃，而且能够在高效率精加工时保持超长的使用寿命和很好的加工表面光洁度。