QT900-6、等温淬火球墨铸铁 ADI 才是名副其实的“人参铁”！白口铸铁中国早
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。这种铸铁具有
华菱超硬是硬材料加工行业中知名的刀具，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
高碳低硅的特点，有较高的硬度，但很脆，用得最广泛的是含铬量为 12％～20％ 的高铬白口铸铁，组织中形成(cr，Fe)7C3 的碳化物。奥贝球铁和白口铸铁加工 用 CBN 刀具已经被证实是可靠的加工刀具。白口铸铁又含高铬白口铸铁（简称为 高铬铸铁），中铬，低铬白口铸铁，也包括常见的普通铸铁含白口现象，华菱超 硬作为超硬刀具行业先驱者，对铸铁材质加工与刀具材料方面的研究一直遥遥领 先，推出的非金属粘结剂 CBN 刀具材料（HLCBN 刀具）BN-K1 牌号具备了完美的 抗冲击韧性和耐磨性平衡。BN-K1 牌号常用与高合金铸铁加工领域，如高铬合金 铸铁，高镍铬冷硬铸铁，等温淬火后的球墨铸铁，高硅铬钼合金铸铁等材质。
球墨铸铁和蠕墨铸铁时，则会受到化学溶解作用互作用，从而会造成刀具快速磨损。这一难题推动了
开发一种能够抵御化学作用的刀具牌号的需求，华菱超硬 BN-K20 和 BN-S30 就是
针对以上球墨铸铁加工机理，研制而成。常用于珠光体球墨铸铁的高速切削，如
QT500，QT600，QT700，QT800，QT900 等高强度强墨铸铁的粗精加工中。（下图
BN-K1 BN-K1 或 BN-K10
200-500(粗加工)
1-10
0.2-1
BN-S30
灰口铸铁/球墨铸铁 500-1500（精加工） ≤1
BN-K20 或 0.05-0.3
BN-S30
二，球墨铸铁和蠕墨铸铁加工刀具
尽管聚晶立方氮化硼刀具已被证明是一种性能卓越的切削刀具材料，在切削
灰铸铁时可以达到几乎无限长的刀具寿命。但遗憾的是，用立方氮化硼刀具加工
刃韧性，使其能够采用比陶瓷刀片更高的进给率。
推荐切削参数及 CBN 刀具牌号
加工材质
切削线速度 Vc（m/min）
吃刀深度 进给量 CBN 刀具牌号
ap(mm) Fr（mm/r)
硬铸铁
35-90(粗加工)
（硬度：HRC35—68）60-120（精加工）
1-10 ≤1
0.15-0.7 0.05-0.35
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为灰铸铁的高速加工(切削速度可高达 550m/min)而专门设计的立方氮化硼
刀具 BN-S30 牌号、BN-K10 及 BN-K20 牌号已经投入市场。这些用于高速切削的
铸铁件含灰口铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁，白口铸铁及各种合金铸铁；根据 切削加工性来讲，灰口铸铁和珠光体球墨铸铁以及部分合金铸铁属于易切削材 质；而蠕墨铸铁，白口铸铁和高合金耐磨铸铁（如硬度 HRC60 的高镍铬合金铸铁） 属于难切削材料。
灰铸铁一直是汽车制造业的主要原材料之一，它被用于制造各种零部件，包 括发动机缸体、缸盖、差速器箱体、轴、飞轮、制动鼓和制动盘等。灰铸铁在汽 车制造业的绝对用量大得惊人，华菱超硬立方氮化硼刀具 BN-S30，BN-K20 等牌 号在灰铸铁加工中应用无疑是最成功的。另外立方氮化硼刀具 BN-K1 牌号各种冷 硬铸铁、耐磨合金铸铁、白口铸铁等高硬度铸铁件加工中，已经被证实是高效低 成本的切削刀具。但是在球墨铸铁和蠕墨铸铁加工中由于立方氮化硼刀具与游离 态铁素体的亲和作用，仍然需要进一步研究，针对高强度球墨铸铁加工，华菱超 硬推出的 BN-K20 牌号，与普通合金刀具相比，取得惊人刀具寿命，平摊到每个 加工工件的刀具成本大幅度下降，且加工效率得以提高数倍。 一、灰口铸铁加工用刀具材质
立方氮化硼刀具可使刀具长时间保持高耐磨性，以提高生产率)。在使用新型
HLCBN 立方氮化硼刀具粗加工灰铸铁制动盘零件的加工试验中(切削速度范围：
400-1658m/min)，与使用氮化硅陶瓷刀片相比，刀具寿命提高了一倍，生产率提
高了 20-200%。这种生产率的提高是因为 HLCBN 立方氮化硼刀具具有更好的切削
尽管球墨铸铁和和蠕墨铸铁的应用在不断增加，但灰铸铁的应用依然强势。 在汽车制造业，还会继续保留大量的灰铸铁加工(尤其是制动鼓和制动盘)。不过， 如今的加工条件已经与过去有所不同，由于立方氮化硼刀具的使用，切削速度已 经比 10 年前提高了大约提高了 335m/min。高速切削产生的更高温度可能会溶解 切削刀片的涂层硬质合金，其方式与立方氮化硼刀具与铁素体之间产生的化学反 应非常类似。铸铁工件硬而脆，车削铸铁工件时，数控刀片需要承受更高的切削 热和切削力，目前，车削铸铁工件的数控刀片多为硬质合金涂层刀片，涂层厚度 一般在 8 微米--20 微米，带涂层的数控刀片在遇到铸造缺陷时涂层崩损后露出 合金本体，造成涂层硬质合金数控刀片车削铸铁工件时耐用度低的现象。
为立方氮化硼刀具发生溶解性磨损状态）：
为了加工这些新型铸铁材料，要求刀具既要提高耐磨性，又要具有非常好的
韧性——而这两种性能是很难同时兼顾的。为了应对这种挑战，许多刀具制造商
都在全力开发能提供这两种性能最优组合的刀具。
三，奥贝球铁与白口铸铁等高硬度耐磨铸铁加工刀具
奥贝球铁是一种新型的耐磨合金铸铁，现在的高牌号的正火态 QT800-6 和
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铸铁件加工与 CBN 刀具材质
刀具在某种程度上改变工艺，作为针头线脑的刀具，如果我们了解了它的性 能并加以正确运用，进而改善机加工工艺提高加工效率，完全可以为企业带来不 菲受益。铸铁件由于硬而脆的特性，决定了比普通钢件更费刀具，随着切削技术 的进步和刀具材质的发展，如何选择刀具材质成为机加工工艺员的考虑问题之 一。华菱超硬刀具工程师根据结合在铸铁件行业加工经验，从高速切削和高硬度 切削刀具方面总结经验，抛砖引玉。
以华菱 BN-K1 牌号整体立方氮化硼刀片断续车削渣浆泵零件为例：采用整体 BN-K1 牌号 CBN 刀片车削渣浆泵叶轮外圆，由于叶轮有 5 枚叶片，故为断续切削。 BN-K1 牌号刀片切削参数为：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 5 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：BN-K1 牌号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。采用 BN-K1 牌号立方氮化硼刀片精车内孔，孔 深 80mm，切削参数：vc=100m／min，ap=1mm，f=0.5mm／r。内孔一次精车完成， 测得两端尺寸相同，无退刀现象。BN-K1 牌号耐磨性好，加工零件尺寸的一致性 得到保障；而陶瓷刀具精车需要 3～4 刀才能完成，并且切削时刀片刃部磨损较 快，致使切削抗力增加，产生退刀现象，严重影响了加工表面的质量。可见在高 硬度铸件的粗加工方面，陶瓷刀具已经失去优势。
随着机械行业的竞争日益激烈，如何能通过正确选用机加工刀具材质，来改 善加工工艺进而提高加工效率降低综合成本，成为机加工工艺员的考虑问题。作 为针头线脑的刀具，如果我们了解他们的性能并加以正确选择，完全可以为企业 带来不菲受益。
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