1 切削冷硬鑄鐵
冷硬鑄鐵硬度很高肺樟，毛坯表面粗糙督垮，并存在砂眼劳吠、氣孔等鑄造缺陷嘀醋，加工余量較大羊捧，粗加工時(shí)一般切削深度選得較大谷羞，有很大的沖擊載荷俗批，切削條件相當(dāng)苛刻，目前還難于用陶瓷刀具進(jìn)行粗車糠牍。通常先用硬質(zhì)合金刀具粗車外圓产掂，留下0.3mm(單邊)左右的余量，再用氮化硅陶瓷刀具半精車卑我。
刀具的破損問(wèn)題
由于工件材料硬度很高辅及，即使是半精車，刀具也易發(fā)生破損桌强。加工時(shí)可采取如下措施：
用負(fù)前角切削朴蛔。負(fù)前角值不必很大，例如刀桿槽有一縱向負(fù)前角(gp=-11°左右)浴营，這樣盼靠，當(dāng)主偏角和副偏角都為45°時(shí)，刀片本身的前角和后角均為O磁不，安裝后主切削刃的前角為-8°曹略，刃傾角為-8°砂裹，切削刃和副切削刃的后角均為8°。一塊刀片有八個(gè)角可用于切削踢故。
在切削刃上刃磨出負(fù)倒棱文黎。例如bg1=0.2mm，g01=-30°殿较，以保護(hù)刃口耸峭。
選用較厚的刀片。切削時(shí)不僅切削力大斜脂，而且切削溫度也非常高抓艳，如果刀片厚度不夠触机，造成和刀片下表面接觸的槽表面的剛度不夠帚戳，從而使刀片表面產(chǎn)生裂紋。例如用16×16×4.5mm的刀片切削儡首，在垂直切削刃方向產(chǎn)生了肉眼可見(jiàn)的裂紋片任，用16×16×8mm的刀片切削則無(wú)裂紋出現(xiàn)。
和硬質(zhì)合金刀具的對(duì)比
用硬質(zhì)合金刀具切削冷硬鑄鐵蔬胯，切削速度一般只有10～15m/min对供，并且由于刀具磨損比較嚴(yán)重，車出的工件存在比較明顯的圓錐度氛濒，這將增加后道磨削工序的余量产场。用氮化硅陶瓷刀具切削冷硬鑄鐵，切削速度可達(dá)到35～40m/min 软动，如車削硬度為66～78HS(49～58HRC)惧梦、長(zhǎng)度為803mm的軋輥，加工完一根后衙地，后刀面磨損只有0.2～0.3mm眶侣，刀片的一個(gè)角可車削3～4根軋輥∠瓷福可見(jiàn)用氮化硅陶瓷刀具代替硬質(zhì)合金刀具半精車?yán)溆茶T鐵工件夷著，切削速度至少提高一倍以上，可獲得更高的刀具耐用度與加工精度凸窖。刀具的費(fèi)用增加不多望星，而經(jīng)濟(jì)效益卻明顯提高。
2 切削高硬度鋼
切削高錳鋼
高錳鋼的原始硬度雖然不一定很高天证，但加工硬化非常嚴(yán)重浸萤，加工后硬度可提高一倍左右，切削加工性很差懊湾，用一般硬質(zhì)合金刀具很難加工漱竖，特別當(dāng)加工精度或表面粗糙度要求高時(shí)禽篱，硬質(zhì)合金刀具更顯得無(wú)能為力。例如某廠加工主動(dòng)車輪馍惹，材料為ZG55Mn 躺率，調(diào)質(zhì)，硬度為169～225HB万矾，380mm內(nèi)孔公差僅為0.045mm悼吱，內(nèi)孔錐度要求0.014/455mm，粗糙度要求為Ra1.6µm良狈。選用多種硬質(zhì)合金刀具加工后添，均達(dá)不到上述質(zhì)量要求；后改用氮化硅陶瓷刀具薪丁，順利解決了問(wèn)題遇西。
另一種高錳鋼的原始硬度為280HB，初始切削后的硬度即達(dá)500～600HB 严嗜，用普通硬質(zhì)合金刀具很難加工粱檀，選用高性能硬質(zhì)合金刀具雖能加工，但效率較低漫玄，切削速度只有16m/min 牙饲。用氮化硅陶瓷刀片在切削深度和進(jìn)給量不變的情況下，切削速度可達(dá)到65m/min 猬笑，加工效率提高3倍多舀鼎，而且切削平穩(wěn)、輕快呜颓，工件的表面粗糙度較小园桑，刀具磨損極小。
使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)：① 要連續(xù)切削颗酷，即粗車與精車或半精車連續(xù)進(jìn)行合圃。避免先粗車毛坯，然后再進(jìn)行精加工戏丽；② 切削深度應(yīng)在0.5mm以上砂猿，以免在硬化層中切削；③ 兩端面要預(yù)先倒角耙屹，否則進(jìn)刀和出刀處刀頭易崩裂铲醉。
切削淬火鋼
一些合金淬火鋼例如W18Cr4V、Gr15抗俄、38CrMoAlA等的硬度可達(dá)58～62HRC 脆丁，很難切削，通 常采用磨削方式加工动雹，但磨削的效率很低槽卫。例如某廠的油泵套筒材料為38CrMoAlA跟压，氮化后要切除的余量有0.5mm，如用磨削加工歼培，需3～4小時(shí)震蒋，但用氮化硅陶瓷刀具車削加工，僅需要10分鐘躲庄，大大提高了切削效率查剖。
3 切削高硅鋁合金
高硅鋁合金的硬度雖然不高，但由于硅含量較高噪窘，材料中含有的細(xì)顆粒硅和其他合金成分具有強(qiáng)烈的擦傷作用笋庄，使刀具的磨損很快。
例如某廠用YG6硬質(zhì)合金刀具車削活塞倔监，材料為高硅鋁合金直砂，在切削速度v=465m/min時(shí)，刀具耐用度僅20分鐘左右踱封；如使用氮化硅陶瓷刀片客净，在切削速度相同的情況下，耐用度為YG6的2 ～3倍脏诈。車削活塞屬于斷續(xù)切削，但氮化硅陶瓷刀具仍能勝任慌位。對(duì)于含硅量更高的鋁合金锯政，切削加工性更差，如果用氮化硅陶瓷刀具仍不夠滿意子宵，可以改用金剛石刀具加工尚档。
4 切削堆焊鈷基合金
某廠的排氣閥材料為鈷基合金，硬度為40～50HRC彪性。毛坯表面是堆焊的硬皮彩梅，高低不平，加工時(shí)呈斷續(xù)車削狀態(tài)稍记。用硬質(zhì)合金刀具粗車時(shí)巩恼，切削條件為ap＝1mm，f=0.15mm/r 靠抑，v=21m/min 量九；用氮化硅陶瓷刀具加工時(shí)，切削深度與進(jìn)給量保持不變颂碧，可將切削速度提高至53m/min 荠列，切削效率提高1.5倍，刀具耐用度延長(zhǎng)2～4倍载城。
5 車削與銑削噴(堆)焊鎳基合金
鎳基合金的特點(diǎn)：①高溫強(qiáng)度很高肌似，即使在600～800 ℃條件下费就，仍保持很高的強(qiáng)度與硬度，這將使切削力大幅度提高川队，要求刀具的高溫硬度和高溫強(qiáng)度較高受楼；②加工硬化嚴(yán)重，這將進(jìn)一步增大切削力呼寸，使刀具承受很大的負(fù)荷艳汽，容易引起刀具破損，要求刀具應(yīng)具有很高的斷裂韌性对雪；③導(dǎo)熱系數(shù)低河狐，切削時(shí)在刀具表面將產(chǎn)生很高的溫度，要求刀具材料有很高的高溫硬度树颖；④含有許多碳化物若战、氮化物等硬質(zhì)點(diǎn)，極易磨損刀具效聂，要求刀具應(yīng)具有良好的耐磨性瞪澈。由于第三與第四點(diǎn)，刀具材料可選擇硬質(zhì)合金或陶瓷枷澜，但這兩種材料的強(qiáng)度較低脓额，脆性較高，容易破損跷缀。特別在加工噴(堆)焊鎳基合金時(shí)搬混，由于表面嚴(yán)重高低不平，屬于斷續(xù)切削那捍。兩種刀具中拾点，陶瓷刀具更易破損，但只要應(yīng)用得當(dāng)槐滔，即使是陶瓷刀具也完全可以勝任勃痴。
解決刀具破損的措施
下面以端銑噴焊鎳基合金為例，說(shuō)明如何防止刀具破損热康。工件為油井井口閘閥閥板沛申，在鋼基體的表面上噴焊了一層鎳基合金，其成分為：C O.5～1.0%褐隆，F(xiàn)e 10～13% 污它，Cr 9～12% ，B 3.0～4.0% 庶弃，Si 2.5～3.5% 衫贬，Ni余量。噴焊鎳基合金的硬度為50～55HRC。工件為長(zhǎng)方形扁平板固惯，銑削面積為184×85mm2時(shí)梆造。噴焊表面極為粗糙，高低不平相差達(dá)到1～1.5mm葬毫。用Ø200mm面銑刀在X53立式銑床上加工镇辉，單齒，刀片為上海硅酸鹽研究所研制的氮化硅刀片讥捧，尺寸為16×16×4.5mm娶恕，用機(jī)械夾固方法夾緊在銑刀盤上。
用負(fù)前角切削：前角的選擇是解決崩刃的關(guān)鍵锤楷。由于刀體上刀片軸向前角為4°篓释，徑向前角為0°，當(dāng)主偏角為45°時(shí)间皮，如果刀片本身的前角為0°采璧，則安裝后切削刃的實(shí)際前角為2.8°。為保護(hù)切削刃罩音，應(yīng)磨出寬度為0.1mm的負(fù)倒棱馋顶，負(fù)倒棱前角為-30°。由于鎳基合金和前刀面的接觸長(zhǎng)度大试旬，因此起主要切削作用的還是負(fù)倒棱后的前刀面麻彬。刀片本身為0°前角時(shí)，實(shí)際上是以正前角形式進(jìn)行切削筹柠，在這樣沉重的沖擊載荷作用下窜无，刀片強(qiáng)度顯得明顯不足。在切削速度為47m/min 時(shí)适袜，無(wú)論將銑削深度從1.0mm減小到0.5mm或0.3mm，進(jìn)給量從0.31mm/齒減小到0.2或O.12mm/齒舷夺，或用YG6 硬質(zhì)合金刀片苦酱，或用強(qiáng)度更高的熱壓氮化硅刀片都不能解決崩刃問(wèn)題。只有將刀片本身前角刃磨成-10°或一15°给猾，改善刀具內(nèi)的應(yīng)力分布狀態(tài)疫萤，才可有效防止崩刃。
控制切削速度：切削速度選擇不當(dāng)敢伸，即使用了負(fù)前角扯饶，崩刃仍會(huì)發(fā)生。如采用上述加工條件池颈，在切削速度為47m/min 時(shí)尾序，銑削幾個(gè)行程也未發(fā)生崩刃；但當(dāng)切削速度提高到60m/min 時(shí)，雖然其他條件都不變每币，銑削不到一個(gè)行程携丁，刀齒即崩壞。切削速度的提高峰遇，使沖擊載荷也隨之增大拿详，以至崩刃不可避免。銑削噴焊鎳基合金和銑削灰鑄鐵不同篡前，銑削灰鑄鐵時(shí)户克，當(dāng)銑削深度ap=1mm，進(jìn)給量為0.787mm/齒時(shí)泡愉，即使切削速度提高到v=589m/min 输僻，也不會(huì)發(fā)生崩刃。
經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比
車削 以某廠的堆焊鎳基合金柴油機(jī)排氣閥推桿為例谎躁。Ni含量約77.5%值唉，其他成分為：Cr 12% ，C O.5%疮肿，Si 3.5%港赂，F(xiàn)e 4.0%，B 2.5%家么；硬度為51～54HRC 涉功，切削表面為圓錐面，表面上有堆焊缺陷略吨，用YG6硬質(zhì)合金刀具車削集币，最高切削速度為23.9m/min，切削深度為1mm翠忠，進(jìn)給量為0.1mm/r鞠苟。用氮化硅陶瓷刀具切削，切削深度和進(jìn)給量不變秽之，最高切削速度提高到37.6m/min 当娱，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)下(VB=0.6mm) ，氮化硅陶瓷刀具的切削長(zhǎng)度是硬質(zhì)合金刀具的4.5倍考榨。此外跨细，還將國(guó)產(chǎn)圓形和方形氮化硅陶瓷刀片和進(jìn)口的同類型刀片進(jìn)行了比較，結(jié)果在抗破損性河质、耐磨性和加工表面粗糙度等方面都不相上下冀惭，國(guó)產(chǎn)刀片完全可以替代進(jìn)口刀片。
銑削 噴焊鎳基合金閥板加工非常困難掀鹅，某廠原來(lái)采用金剛石砂輪在一般平面磨床上磨削散休，磨一塊閥板約需200分鐘；而用單齒銑刀銑削一塊閥板則只需70分鐘，提高效率近兩倍锁澡；如以多齒銑刀銑削則效率還可大大提高埋吊。每片金剛石砂輪價(jià)格為3800元，只能加工200件閥板神翁，每塊閥板的磨削成本為19元愈苛；采用氮化硅陶瓷刀具銑削，每片刀片價(jià)格為20元誓贝，一片刀片至少可加工4塊閥板伶门，每塊閥板的銑削加工成本為5元，直接經(jīng)濟(jì)效益提高近4倍剑瞻。如每片刀片不止加工4塊閥板棵擂，或刀片重磨后再用，則經(jīng)濟(jì)效益還可提高舅兑。此外拙达，磨削時(shí)噴焊層的切屑無(wú)法回收，工人勞動(dòng)條件差腐蛀；采用銑削加工俭驮，切屑可以回收，工人勞動(dòng)條件也得到改善春贸。
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