合理选择加工刀具材料是精加工淬火钢的重要条件。根据淬火钢的切削特点，刀具材料不仅要有高的硬度、耐磨性、耐热性，而且要有一定的强度和导热性。
（1）硬质合金刀具：硬质合金刀片的硬度在90-94HRA，相当于71-76HRC，对于HRC41以上的淬火钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，所以适合HRC46以下硬度工件的精加工，相对来讲需低速车削(如果是单件偶尔性精加工生产，也可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工)。
（2）陶瓷刀具：陶瓷刀片由于脆性太大、容易崩刀，PCBN刀具的硬度一般为HV3020-5000，精HV硬度换算HRC相当于HRC96-100，适合加工硬度在HRC41--56度的工件的精加工，但尽量避免断续车削。
（3）立方氮化硼刀具：对淬火后硬度在硬度HRC50以上的钢件最为适合。精加工吃刀深度在0.2mm以下可以选择BN-H10牌号和BN-H20牌号，都属于焊接复合式立方氮化硼刀具，两种刀具牌号的区别在于BN-H10牌号只适合连续切削，而BN-H20可加工中等断续工件。当吃刀深度0.55mm以上的粗加工或者有断续精加工的淬火钢可考虑BN-S20牌号整体聚晶立方氮化硼刀具，此牌号属于非金属粘合剂，不仅可以断续切削淬火钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，但前提是并没有牺牲刀具的耐磨性，这是与市场上的立方氮化硼刀具最大的不同。由于三种刀具牌号的硬度高(HV8200～9000)，耐热性高(1420℃～1520℃)，在使用时可以高于硬质合金几倍的切削速度切削淬火钢，而耐用度是硬度合金的几倍到几十倍。
（1）硬质合金刀具：硬质合金刀片的硬度在90-94HRA，相当于71-76HRC，对于HRC41以上的淬火钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，所以适合HRC46以下硬度工件的精加工，相对来讲需低速车削(如果是单件偶尔性精加工生产，也可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工)。
（2）陶瓷刀具：陶瓷刀片由于脆性太大、容易崩刀，PCBN刀具的硬度一般为HV3020-5000，精HV硬度换算HRC相当于HRC96-100，适合加工硬度在HRC41--56度的工件的精加工，但尽量避免断续车削。
（3）立方氮化硼刀具：对淬火后硬度在硬度HRC50以上的钢件最为适合。精加工吃刀深度在0.2mm以下可以选择BN-H10牌号和BN-H20牌号，都属于焊接复合式立方氮化硼刀具，两种刀具牌号的区别在于BN-H10牌号只适合连续切削，而BN-H20可加工中等断续工件。当吃刀深度0.55mm以上的粗加工或者有断续精加工的淬火钢可考虑BN-S20牌号整体聚晶立方氮化硼刀具，此牌号属于非金属粘合剂，不仅可以断续切削淬火钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，但前提是并没有牺牲刀具的耐磨性，这是与市场上的立方氮化硼刀具最大的不同。由于三种刀具牌号的硬度高(HV8200～9000)，耐热性高(1420℃～1520℃)，在使用时可以高于硬质合金几倍的切削速度切削淬火钢，而耐用度是硬度合金的几倍到几十倍。
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第1个回答 2020-06-18
CBN刀具的加工材质
（1）高硬度铸铁
如高铬铸铁、合金铸铁、镍硬铸铁、白口铸铁均属于高硬度铸铁，典型零部件有轧辊、工业泵等。针对高硬度铸铁常用CY1和HJ3系列材质，优势显著。可拉荒粗车有夹砂、气孔的铸件毛坯。
（2）高硬度钢件（硬度HRC45以上）
如高锰钢、高速钢、淬火钢，高频淬火钢，工具钢，轴承钢等，典型零部件包括轧臼壁、高速钢轧辊、淬硬齿轮/齿轮轴、轴承、滚珠丝杠、模具等。使用CY1/CY6和HJ6系列材质cbn刀具效果明显。【刀片的韧性和耐磨性能优异；单边背吃刀量ap可达7.5mm，可加工HRC45-HRC79之间的高硬度钢件】
（3）普通灰铸铁（HT150/200/250/300等）
如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制动鼓、皮带轮、离合器压盘等均属于灰铸铁件。使用CY3和HJ3材质的系列刀具。加工速度高，效率高，有效节约成本。
（4）其他难加工材料
如粉末冶金、高温合金材料，及镍基、铁基、钴基等高硬度堆焊/喷焊/激光熔覆/热喷涂材料工件。使用HJ8牌号的cbn刀具。
第2个回答 2020-07-15
精车齿轮加工刀具方案选择（含新型以车代磨工艺）
淬硬钢齿轮的大余量切削和断续切削用维克刀具KBN200牌号
42CrMo和20CrMnTi等材质的齿轮或齿圈淬火变形可以在一定程度上加以控制和减小,但是不能够完全避免.对于渗碳淬火后的变形校正不再赘述，下面是浅谈渗碳淬火后车削加工及刀具的可行性。
对于渗碳淬火齿圈齿轮的外圆和内孔变形量的修正，车削是最简单的办法，以前任何刀具包括国外CBN刀具都不能解决强断续切削淬火后齿轮外圆，维克刀具受邀对此进行刀具研发，“间断切削加工淬硬钢一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬硬钢，而且变形余量大，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。”中国刀协专家如是说。刀具刚才都在不断研发升级、反复试验，推出强断续车削淬硬钢的维克刀具KBN200牌号刀具;并在渗碳淬火后的齿轮外圆进行车削实验。
刀具试验结果：维克刀具KBN200牌号CBN刀片比原来用的进口氮化硅陶瓷刀具抗冲击，在吃刀深度增大三倍的情况下(单边背吃刀量ap=2.5mm)，寿命是氮化硅陶瓷刀具的6倍!切削效率整整提高3倍(原来是三次走刀，现在是一次走刀完成4mm的淬火变形余量的切除)。最难能可贵的是刀具的最终失效形式并不是让人担心的崩刀刃，而是正常的后刀面磨损。此次断续车削淬火齿轮外圆实验，打破了业内齿轮加工刀具不能用于强断续车削淬硬钢的神话。
连续切削淬硬齿轮的以车代磨维克刀具牌号KBN200
以断续切削带油槽的齿轮内孔为例：试切刀具寿命达到8000米以上，光洁度Ra0.8以内;如果使用带修光刃维克刀具KBN200牌号CBN刀具，淬硬钢车削光洁度达到Ra0.4左右。并能取得很好的刀具寿命。
齿轮热后硬车端面时，能有效代替磨削加工，作为“以车代磨”的典型应用，连续切削用维克刀具KBN200牌号已经很普及的应用在齿轮端面热后硬车的生产实践中，硬车削与磨削加工相比，确实大大提高了工作效率。 在切削硬度为HRC55～65的材料时，维克刀具KBN200牌号CBN刀片的切削速度应在120～180m/min。铣削时的Vc=100～160m/min，每分钟进给量Vf=70～160mm/min;铰削时Vc= 60～130m/min，ap=0.1～0.2mm，f=0.07～0.2mm/r。需注意用立方氮化硼刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好，工件硬度越高，切削线速度宜取低值，如车硬度为70HRC的工件，其切削速度宜选用60-80m/min;当精车的切深在0.1～0.3mm，进给量在0.05～0.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。本回答被网友采纳
淬硬钢齿轮的大余量切削和断续切削用维克刀具KBN200牌号
42CrMo和20CrMnTi等材质的齿轮或齿圈淬火变形可以在一定程度上加以控制和减小,但是不能够完全避免.对于渗碳淬火后的变形校正不再赘述，下面是浅谈渗碳淬火后车削加工及刀具的可行性。
对于渗碳淬火齿圈齿轮的外圆和内孔变形量的修正，车削是最简单的办法，以前任何刀具包括国外CBN刀具都不能解决强断续切削淬火后齿轮外圆，维克刀具受邀对此进行刀具研发，“间断切削加工淬硬钢一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬硬钢，而且变形余量大，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。”中国刀协专家如是说。刀具刚才都在不断研发升级、反复试验，推出强断续车削淬硬钢的维克刀具KBN200牌号刀具;并在渗碳淬火后的齿轮外圆进行车削实验。
刀具试验结果：维克刀具KBN200牌号CBN刀片比原来用的进口氮化硅陶瓷刀具抗冲击，在吃刀深度增大三倍的情况下(单边背吃刀量ap=2.5mm)，寿命是氮化硅陶瓷刀具的6倍!切削效率整整提高3倍(原来是三次走刀，现在是一次走刀完成4mm的淬火变形余量的切除)。最难能可贵的是刀具的最终失效形式并不是让人担心的崩刀刃，而是正常的后刀面磨损。此次断续车削淬火齿轮外圆实验，打破了业内齿轮加工刀具不能用于强断续车削淬硬钢的神话。
连续切削淬硬齿轮的以车代磨维克刀具牌号KBN200
以断续切削带油槽的齿轮内孔为例：试切刀具寿命达到8000米以上，光洁度Ra0.8以内;如果使用带修光刃维克刀具KBN200牌号CBN刀具，淬硬钢车削光洁度达到Ra0.4左右。并能取得很好的刀具寿命。
齿轮热后硬车端面时，能有效代替磨削加工，作为“以车代磨”的典型应用，连续切削用维克刀具KBN200牌号已经很普及的应用在齿轮端面热后硬车的生产实践中，硬车削与磨削加工相比，确实大大提高了工作效率。 在切削硬度为HRC55～65的材料时，维克刀具KBN200牌号CBN刀片的切削速度应在120～180m/min。铣削时的Vc=100～160m/min，每分钟进给量Vf=70～160mm/min;铰削时Vc= 60～130m/min，ap=0.1～0.2mm，f=0.07～0.2mm/r。需注意用立方氮化硼刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好，工件硬度越高，切削线速度宜取低值，如车硬度为70HRC的工件，其切削速度宜选用60-80m/min;当精车的切深在0.1～0.3mm，进给量在0.05～0.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。本回答被网友采纳
第3个回答 2020-05-27
随着我国工业飞速发展，对机械零件的性能要求越来越高。为了提高机械零件的耐磨性，延长其使用寿命，很多结构钢零件常常采用淬火处理。但淬火后的零件强度和硬度较高，塑性较差，这就给车削带来了难题。
刀具性能的优劣对车削的效率和加工精度至关重要。提高刀具性能一直是机械制造领域不断探索和研究的课题之一。本文主要介绍了淬火钢的加工特点及如何选择正确的刀具材料加工淬火钢。
一、淬火钢的定义及加工特点
淬火钢是指钢件经过热处理后获得马氏体组织，其硬度(大于HRC50) 高，强度也高，几乎没有塑性的一类钢件。
淬火钢的车削特点：（1）硬度高、强度高，塑性接近0；（2）切削力大、切削温度高；（3）不易产生积屑瘤；（4）导热系数低。
由于淬火钢具有良好的使用性能，广泛应用于交通行业，风电行业，机床行业，模具行业等领域，典型零部件有齿轮，齿轮轴，轴承，滚珠丝杠，同步器，模具等。
二、淬火钢的热处理工艺
淬火钢之所以具有良好的使用性能，热处理是不可避免的工序，淬火钢常见的热处理工艺包括退火，淬火，回火。退火是在在车削之前，目的是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利车削或压力加工，减少残余应力。淬火、回火是一起的，淬火后直接回火，在精加工之前进行，淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。回火的目的主要是：消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
经过热处理之后，工件的硬度一般在HRC45以上，有的甚至达到HRC60以上，不同的工件，工作性质不同，故热处理后的硬度也不同，如汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间，回转支承轴承热处理后的硬度在HRC47-55之间，滚珠丝杠热处理后的硬度一般在HRC60-62之间。
三、淬火钢的机械加工工艺
淬火钢经过热处理之后需精加工，保证图纸要求尺寸和表面粗糙度，但热处理后的淬火钢件硬度高难加工，部分工件属于断续切削或表面精度要求高，常采用磨削方式来提高工件精度，下面就简单介绍几种淬火钢的机械加工工艺。
齿轮的加工工艺：下料—锻造—正火—粗车—调质热处理(淬火+高温回火)—精车—齿面磨削加工--验收交活。
滚珠丝杠的加工工艺：下料—锻造—退火—车削—热处理—磨削加工—检验入库。
汽车半轴的加工工艺：下料—锻造—正火—车削加工—拉花键—热处理—磨削加工。
从加工工艺来看，以上几种淬火钢件均需要磨削加工来保证图纸要求，齿轮是由于属于断续切削，车刀无法加工；而滚珠丝杠和汽车半轴就属于表面精度高，采用磨削方式来达到表面光洁度。
四、采用以车代磨工艺加工淬火钢
随着切削技术的不断发展，刀具行业依次研制出涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具和CBN刀具，车削代替磨削做为 终加工工序，实现以车代磨工艺。下面就简单介绍一下这三种刀具的性能。
涂层硬质合金刀具：是在韧性较好的硬质合金刀具上电镀上一层耐磨材料，比未涂层的硬质合金刀具性能硬度高，耐磨性好，但涂层的厚度一般在2～18mm，耐磨层较薄，长时间的加工致使耐磨层磨损，耐磨层磨损完之后的加工性能和未涂层的硬质合金刀具无异不耐磨；或者遇到断续时涂层硬质合金刀具刃口崩裂，导致磨损加剧，换刀频繁，影响加工效率，增加刀具成本。
陶瓷刀具：与涂层刀具相比性能较好，但脆性大是众所周知的缺点，不能断续切削和大余量车削，适合精加工硬度HRC45-55之间的淬火钢件。
CBN刀具：由于硬度仅次于金刚石刀具，和金刚石刀具统称为超硬刀具。除了硬度高之外，耐磨性好，但和陶瓷刀具的缺点一样脆性大是不争的事实。我国通过不断的努力和研究，研制出非金属粘合剂CBN刀具，解决了CBN刀具只能用于精加工工序的问题。
针对淬硬不同工件的不同性能，和涂层硬质合金，陶瓷刀具加工淬火钢时出现的问题，研制出相对应的刀具材质。
下面就简单介绍一下我国加工淬火钢的刀具材质及切削参数。
五、CBN刀具车削淬火钢的刀具材质及切削参数
CBN刀具加工齿轮钢的刀具材质及切削参数
在加工齿轮钢时常出现两种工况：连续切削和断续切削，针对两种工况研制出KBN100，KBN150和KBN200材质。加工方案如下：
连续切削：选择KBN150材质，属于焊接式CBN刀具，吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数：ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，Vc=60-250m/min。
断续切削：选择KBN200材质属于焊接式CBN刀具，耐磨损性和耐崩损性强，吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数：ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，Vc=60-250m/min。
还有一种断续切削属于大余量车削，由于大型工件热处理后的变形量大，加工余量≥2mm，并且属于强断续切削，此类情况选择CBN刀具KBN700材质，此牌号属于整体式CBN刀具，吃刀深度无上限，可吃满整个刀片。
下面简单介绍一下CBN刀具加工齿轮钢的案例：
六、总结
随着现代技术的不断发展，越来越多的淬火钢件出现在机械加工车间，机械制造商一直在寻找高效率低成本的车削刀具，这对于刀具行业来说，只有不断研发出高性能高质量的刀具材料或刀具材质，才能进一步推动中国制造业的发展。
刀具性能的优劣对车削的效率和加工精度至关重要。提高刀具性能一直是机械制造领域不断探索和研究的课题之一。本文主要介绍了淬火钢的加工特点及如何选择正确的刀具材料加工淬火钢。
一、淬火钢的定义及加工特点
淬火钢是指钢件经过热处理后获得马氏体组织，其硬度(大于HRC50) 高，强度也高，几乎没有塑性的一类钢件。
淬火钢的车削特点：（1）硬度高、强度高，塑性接近0；（2）切削力大、切削温度高；（3）不易产生积屑瘤；（4）导热系数低。
由于淬火钢具有良好的使用性能，广泛应用于交通行业，风电行业，机床行业，模具行业等领域，典型零部件有齿轮，齿轮轴，轴承，滚珠丝杠，同步器，模具等。
二、淬火钢的热处理工艺
淬火钢之所以具有良好的使用性能，热处理是不可避免的工序，淬火钢常见的热处理工艺包括退火，淬火，回火。退火是在在车削之前，目的是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利车削或压力加工，减少残余应力。淬火、回火是一起的，淬火后直接回火，在精加工之前进行，淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。回火的目的主要是：消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
经过热处理之后，工件的硬度一般在HRC45以上，有的甚至达到HRC60以上，不同的工件，工作性质不同，故热处理后的硬度也不同，如汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间，回转支承轴承热处理后的硬度在HRC47-55之间，滚珠丝杠热处理后的硬度一般在HRC60-62之间。
三、淬火钢的机械加工工艺
淬火钢经过热处理之后需精加工，保证图纸要求尺寸和表面粗糙度，但热处理后的淬火钢件硬度高难加工，部分工件属于断续切削或表面精度要求高，常采用磨削方式来提高工件精度，下面就简单介绍几种淬火钢的机械加工工艺。
齿轮的加工工艺：下料—锻造—正火—粗车—调质热处理(淬火+高温回火)—精车—齿面磨削加工--验收交活。
滚珠丝杠的加工工艺：下料—锻造—退火—车削—热处理—磨削加工—检验入库。
汽车半轴的加工工艺：下料—锻造—正火—车削加工—拉花键—热处理—磨削加工。
从加工工艺来看，以上几种淬火钢件均需要磨削加工来保证图纸要求，齿轮是由于属于断续切削，车刀无法加工；而滚珠丝杠和汽车半轴就属于表面精度高，采用磨削方式来达到表面光洁度。
四、采用以车代磨工艺加工淬火钢
随着切削技术的不断发展，刀具行业依次研制出涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具和CBN刀具，车削代替磨削做为 终加工工序，实现以车代磨工艺。下面就简单介绍一下这三种刀具的性能。
涂层硬质合金刀具：是在韧性较好的硬质合金刀具上电镀上一层耐磨材料，比未涂层的硬质合金刀具性能硬度高，耐磨性好，但涂层的厚度一般在2～18mm，耐磨层较薄，长时间的加工致使耐磨层磨损，耐磨层磨损完之后的加工性能和未涂层的硬质合金刀具无异不耐磨；或者遇到断续时涂层硬质合金刀具刃口崩裂，导致磨损加剧，换刀频繁，影响加工效率，增加刀具成本。
陶瓷刀具：与涂层刀具相比性能较好，但脆性大是众所周知的缺点，不能断续切削和大余量车削，适合精加工硬度HRC45-55之间的淬火钢件。
CBN刀具：由于硬度仅次于金刚石刀具，和金刚石刀具统称为超硬刀具。除了硬度高之外，耐磨性好，但和陶瓷刀具的缺点一样脆性大是不争的事实。我国通过不断的努力和研究，研制出非金属粘合剂CBN刀具，解决了CBN刀具只能用于精加工工序的问题。
针对淬硬不同工件的不同性能，和涂层硬质合金，陶瓷刀具加工淬火钢时出现的问题，研制出相对应的刀具材质。
下面就简单介绍一下我国加工淬火钢的刀具材质及切削参数。
五、CBN刀具车削淬火钢的刀具材质及切削参数
CBN刀具加工齿轮钢的刀具材质及切削参数
在加工齿轮钢时常出现两种工况：连续切削和断续切削，针对两种工况研制出KBN100，KBN150和KBN200材质。加工方案如下：
连续切削：选择KBN150材质，属于焊接式CBN刀具，吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数：ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，Vc=60-250m/min。
断续切削：选择KBN200材质属于焊接式CBN刀具，耐磨损性和耐崩损性强，吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数：ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，Vc=60-250m/min。
还有一种断续切削属于大余量车削，由于大型工件热处理后的变形量大，加工余量≥2mm，并且属于强断续切削，此类情况选择CBN刀具KBN700材质，此牌号属于整体式CBN刀具，吃刀深度无上限，可吃满整个刀片。
下面简单介绍一下CBN刀具加工齿轮钢的案例：
六、总结
随着现代技术的不断发展，越来越多的淬火钢件出现在机械加工车间，机械制造商一直在寻找高效率低成本的车削刀具，这对于刀具行业来说，只有不断研发出高性能高质量的刀具材料或刀具材质，才能进一步推动中国制造业的发展。
第4个回答 2020-05-19
加工60度淬火钢件建议选用CBN刀片
加工淬火钢用维克刀具KBN100牌号立方氮化硼复合片（PCBN）。它的硬度为8000～9000HV，耐热性为1400～1500℃，它与硬质复合后的抗弯强度σbb为1500MPa，最适合于对淬火钢的半精加工与精加工。
用硬质合金、陶瓷和PCBN刀具材料可切削淬火钢，其维克刀具KBN100效果优于硬质合金以及陶瓷刀具。
切削淬火钢时，必须根据具体条件，合理选择刀具几何参数、切削用量并且掌握操作中的注意事项。
采用PCBN刀具切削淬火钢，可以实现以车代磨，提高加工效率。
加工淬火钢用维克刀具KBN100牌号立方氮化硼复合片（PCBN）。它的硬度为8000～9000HV，耐热性为1400～1500℃，它与硬质复合后的抗弯强度σbb为1500MPa，最适合于对淬火钢的半精加工与精加工。
用硬质合金、陶瓷和PCBN刀具材料可切削淬火钢，其维克刀具KBN100效果优于硬质合金以及陶瓷刀具。
切削淬火钢时，必须根据具体条件，合理选择刀具几何参数、切削用量并且掌握操作中的注意事项。
采用PCBN刀具切削淬火钢，可以实现以车代磨，提高加工效率。
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