熱噴涂工件車加工刀具的選用優化

楊帥

熱噴涂工件車加工刀具的選用優化

引言：熱噴涂被廣泛地應用于金屬表面的強化，工件經過熱噴涂后，其表面硬度一般可達 50-55 HRC,高的可達70HRC，而且大部分噴涂表面要求較高，表面噴涂后進行需要冷加工，有的加工余量大或者受限于大型外圓磨床設備，常采用以車代磨的加工方法。雖然CBN刀具很早被證實適合加工熱噴涂材料，但由于其脆性等原因一直在使用中受到局限。本文根據刀具技術的發展，結合熱噴涂工件特點，來進一步優化車加工熱噴涂材料時刀具的選用技巧和相應切削參數。

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一，熱噴涂材料的種類及冷加工工藝選定

首先需要對熱噴涂材料的種類進行了解：熱噴涂常用的噴涂粉末包括鎳基、鐵基和鈷基合金粉，按不同的涂層硬度，分別應用于機械零部件的修理和防護；噴涂厚度可以從0.01至幾毫米；硬度一般在50HRC以上。

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根據熱噴涂材料的噴涂厚度和加工余量以及基體材質選擇車削加工或者磨削加工；一般加工余量和噴涂厚度小的可采用磨削加工；反之，以車代磨是經濟的選擇。

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二，車加工熱噴涂工件的刀具選擇標準

（1）當熱噴涂層硬度小于HRC45時，可選擇硬質合金刀具材料，常用牌號有YS30、YG3X等，線速度可選νc=40 m/min。

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（2）當熱噴涂層硬度大于HRC45時，可選用陶瓷或CBN刀具；陶瓷刀具和焊接復合CBN刀具由于抗沖擊性能差，常在精加工中使用（吃刀深度在0.3mm以內為佳）；如果加工余量大，華菱超硬BN-S20牌號可進行大余量粗車。

（3）當熱噴涂層硬度大于HRC55時，用CBN刀具能有更好的刀具壽命和加工效率。

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三：加工熱噴涂材料時刀具的切削參數

（1）采用硬質合金刀具時，吃刀深度常取aO=0.15～0.6mm，表層硬度越高，aP應越小。精車時aP＝0.05～0.1mm。進給量一般取f=0.1～1mm/r，精車時f應小些。先速度根據硬度一般選擇νc=40 m/min；當熱噴涂硬度在HRC45-65時，采用硬質合金刀具，線速度一般在νc=10 m/min為佳。

（2）采用陶瓷刀具時，吃刀深度一般控制在0.2mm以內，取進給量f=0.1mm/r左右；但線速度可提高到原用硬質合金的3倍左右。可見精加工時選用陶瓷刀具最能體現刀具的特性。

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（3）BN-S20牌號CBN刀具試切

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噴涂材料為鈷基噴料，噴涂厚度為2mm；硬度HRC60；

刀具牌號：華菱BN-S20，適合大余量切削；

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粗加工時采用切削參數為線速度V=70m/min；走刀量0.7-0.8mm/r;吃刀深度ap=1.7mm；

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精加工時120m/min;走刀量0.25mm/r;

刀具壽命：每個刀片刃口使用壽命150分鐘；8個切削刃口；一個刀片能使用兩個班不換刀。

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   四：使用BN-S20時優勢及注意事項：

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1， 與同類CBN刀具相比，用BN-S20切削時，適合普通車床和數控車床。可不采用非常高的機床主軸線速度，同樣能得到很好的刀具壽命和車削表面光潔度。

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2， 熱噴涂材料車削加工前，雖然伴有凸凹不平，使用BN-S20前不需要修正，可直接粗加工。

3， 干式切削。

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4， 刀桿的懸伸長度盡可能短，防止刀桿的顫動和變形。

華菱超硬 CBN刀具研發部

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