刀具在机械加工中的重要性是不言而喻的。在工业行业中，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，许多结构钢零件经常采用淬火处理。然而，淬火零件的强度和硬度较高，塑性较差，给切割加工带来了问题。那么，什么刀适合切割和淬火钢呢？CBN车刀片加工的优点是什么？
刀具性能的优缺点对切割加工的效率和精度至关重要。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以及如何选择正确的刀具材料。
一、淬火钢的定义及加工特点。
淬火钢是一种硬度高(大于HRC50)、强度高、几乎无塑性的钢件。
淬火钢的切削特点:(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。
淬火钢具有良好的使用性能，广泛应用于交通、风电、机床、模具等领域。典型部件包括齿轮、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。
淬火钢具有良好的使用性能，热处理是一个不可避免的过程，淬火钢常用的热处理工艺包括退火、淬火、回火。退火是为了降低金属材料的硬度，提高塑性，以促进切割或压力处理，减少残余应力。淬火、回火是一起的，淬火后直接回火，精加工前，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，为后热处理做好准备。回火的主要目的是消除淬火过程中钢件产生的应力，使钢件具有高硬度和耐磨性，并具有所需的塑性和韧性。
热处理后，工件硬度一般在HRC45以上，有的甚至达到HRC60以上。不同的工件具有不同的工作性质，因此热处理后的硬度也不同。例如，汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间，旋转支撑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。
淬火钢热处理后需要精加工，以确保图纸尺寸和表面粗糙度，但热处理淬火钢硬度难以加工，部分工件为间歇切割或表面精度要求高，通常采用磨削方法提高工件精度，以下简要介绍几种淬火钢的机械加工工艺。
齿轮加工工艺: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-检验入库。
滚珠丝杠的加工工艺:下料-锻造-退火-切削-热处理-磨削-检验入库。
汽车半轴加工工艺：下料-锻造-正火-车削-拉花键-热处理-磨削。
从加工工艺的角度来看，上述淬火钢件需要研磨，以确保图纸要求，齿轮为间歇切割，刀不能加工；滚珠丝杠和汽车半轴表面精度高，磨削达到表面光洁度。
四、采用车代磨工艺切削加工淬火钢。
随着切割技术的不断发展，刀具行业依次开发了涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具，以车削而不是磨削为最终加工工艺，实现了车辆磨削工艺。以下是这三种工具的性能。
涂层硬质合金刀具：是在硬质合金刀具上电镀一层耐磨材料，硬度高，耐磨性好，但涂层厚度一般为2~18μm，耐磨层薄，耐磨层磨损长，耐磨层磨损后的加工性能与未涂层硬质合金刀具相同，或断裂时，导致磨损加剧，频繁更换，影响加工效率，增加刀具成本。
陶瓷刀具:与涂层刀具相比，性能更好，但脆性大是众所周知的缺点。适用于精加工硬度HRC45-55之间的淬硬钢件，不能间断切割和大量车削。
立方氮化硼工具：由于硬度仅次于金刚石工具，因此统称为超硬工具。除硬度高外，耐磨性好，但与陶瓷工具的缺点一样脆性大是不争的事实。通过不断的努力和研究，我国工具行业开发了立方氮化硼工具，解决了立方氮化硼工具只能用于精加工工艺的问题。
针对不同淬火钢工件的不同性能、涂层硬质合金、陶瓷刀具加工淬火钢等问题，我国开发了相应的刀具材料。
五、我国刀具切削加工淬火钢的刀具材料及切削参数。
在加工齿轮钢时，经常有两种工况：连续切割和间歇切割。中国开发了BN-H11、BN-H20和BN-S20。加工方案如下：
连续切割:选用BN-H11材料，属于焊接立方氮化硼刀，刀深控制在0.3mm以内。切割参数:ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，VC=60-250m/min。
间歇切割:选用BN-H20材质(刀片图案与BN-H11材质相同)，属于焊接立方氮化硼刀具，耐磨性强，耐崩性强，吃刀深度控制在0.3mm以内。切割参数:ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，VC=60-250m/min。
还有一种间歇切割属于大余量车削。由于大型工件热处理后变形大，加工余量≥2mm，属于强间歇切割。在这种情况下，我们选择了中国开发的BN-S20材料。该品牌属于整体立方氮化硼刀具。刀的深度没有上限，可以吃整个刀片。
如今，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、低成本的车削刀具。对于刀具行业来说，只有不断开发高性能、高质量的刀具材料或刀具材料，才能占领刀具市场。我希望以上关于CBN车刀片的内容能对读者有所帮助。
