合理選擇刀具材料是切削加工淬火鋼的重要條件，根據(jù)淬火鋼的性能和切削特點(diǎn)，應(yīng)選用高硬度、高耐磨性和耐熱性高，并具有一定抗彎強(qiáng)度及良好導(dǎo)熱性的刀具材料。

鋼材淬火后，可使其硬度和強(qiáng)度有很大提高，并能改善某些物理化學(xué)性能。但由于快速冷卻，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，塑性和韌性也有所降低。為提高鋼的綜合性能，通常在淬火后再經(jīng)高溫回火處理的工藝稱調(diào)質(zhì)處理。

　　淬火鋼是指金屬經(jīng)過淬火后，組織變?yōu)轳R氏體，硬度大于50HRC的鋼。它在難加工材料中占有相當(dāng)大的比例。加工淬火的鋼傳統(tǒng)方法是磨削，但為了提高加工效率，解決工件因形狀復(fù)雜而不能磨削和淬火后因變形而產(chǎn)生形位誤差大的問題，往往也需采用車削、銑削、刨削、鉆削和鉸削等切削加工方法。

　　淬火鋼在切削時(shí)的特點(diǎn)

1、硬度高、強(qiáng)度高，幾乎沒有塑性：這是淬火鋼的主要切削特點(diǎn)。當(dāng)淬火鋼的硬度達(dá)到HRC50～60時(shí)，其強(qiáng)度可達(dá)σb=2100～2600MPa，按照被加工材料加工性分級(jí)規(guī)定，淬火鋼的硬度和強(qiáng)度均為9a級(jí)，屬于最難切削的材料。

2、切削力大、切削溫度高：要從高硬度和高強(qiáng)度的工件上切下切屑，其單位切削力可達(dá)4500MPa。為了改善切削條件，增大散熱面積，刀具選擇較小的主偏角和副偏角。這時(shí)會(huì)引起振動(dòng)，要求要有較好的工藝系統(tǒng)剛性。

3、不易產(chǎn)生積屑瘤：淬火鋼的硬度高、脆性大，切削時(shí)不易產(chǎn)生積屑瘤，被加工表面可以獲得較低的表面粗糙度。

4、刀刃易崩碎、磨損：由于淬火鋼的脆性大，切削時(shí)切屑與刀刃接觸短，切削力和切削熱集中在刀具刃口附近，易使刀刃崩碎和磨損。

5、導(dǎo)熱系數(shù)低：一般淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為7.12W/(m?K)，約為45號(hào)鋼的1/7。材料的切削加工性等級(jí)是9a級(jí)，屬于很難切削的材料。由于淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)低，切削熱很難通過切屑帶走，切削溫度很高，加快了刀具磨損。

淬火鋼的刀具

　　合理選擇刀具材料是切削加工淬火鋼的重要條件，根據(jù)淬火鋼的性能和切削特點(diǎn)，應(yīng)選用高硬度、高耐磨性和耐熱性高，并具有一定抗彎強(qiáng)度及良好導(dǎo)熱性的刀具材料。

　?。?）硬質(zhì)合金。應(yīng)優(yōu)先選用添加TaC或NbC的細(xì)晶?；虺?xì)晶粒的硬質(zhì)合金。因?yàn)樵谟操|(zhì)合金中添加TaC或NbC后，可使期常溫和高溫硬度及抗彎強(qiáng)度提高。硬質(zhì)合金的晶粒細(xì)化后，其抗彎強(qiáng)度σbb提高600～800MPa，減少刀具在切削中的磨損。常用來切削淬火鋼的硬質(zhì)合金有YS8、YG600、YG610、YG726、YG758及YG813等。如沒有上述牌號(hào)，只要是硬質(zhì)合金都可以切削淬火鋼，但刀具易磨損和刀具耐用度較低。

　?。?）陶瓷。在Al2O3中加TiC等金屬元素，并采用熱壓成形工藝，改善了陶瓷的致密性，提高了陶瓷的性能，使其硬度達(dá)95.5HRA，抗彎強(qiáng)度σbb達(dá)800～1200MPa，耐熱性可達(dá)1200℃。用陶瓷刀具可以對淬火鋼進(jìn)行車削、銑削、刨削和鏜削，其切削速度和刀具耐用度均比硬質(zhì)合金高。

　?。?）立方氮化硼復(fù)合片（PCBN）。它的硬度為8000～9000HV，耐熱性為1400～1500℃，它與硬質(zhì)復(fù)合后的抗彎強(qiáng)度σbb為1500MPa，最適合于對淬火鋼的半精加工與精加工。

　　確定刀具后，合理選擇刀具幾何參數(shù)，才能有效地發(fā)揮刀具材料應(yīng)有的切削性能。淬火鋼的硬度高、強(qiáng)度大且切削力大，同時(shí)切削溫度高，集中于刀具刃口附近。為了增大刃口強(qiáng)度，避免崩刃和打刀，刀具前角γ0應(yīng)選擇為零或負(fù)值，一般γ0為－10°～0°。斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)選較大的負(fù)值；后角α0應(yīng)比一般的刀具大一些，α0為8°～10°為好；主偏角κr和副偏角κr'的大小，影響刀尖的強(qiáng)度和刀具的散熱，為了增大刀尖的強(qiáng)度和改善散熱條件，主、副偏角應(yīng)盡量小一些，κr為30°～60°，κr'為8°～10°；刃傾角λs應(yīng)為負(fù)值，以增大刀尖的強(qiáng)度。在一般的情況下，λs為－15°～－10°；刀尖圓弧半徑rε一般為0.8～1.6mm。

淬火鋼的切削特點(diǎn)

　　切削淬火鋼的切削用量，主要根據(jù)刀具材料、工件材料的物理和力學(xué)性能、工件形狀、工藝系統(tǒng)剛度和加工余量來選擇。首先確定合理的切削速度，其次是切削深度，再其次是進(jìn)給量。

　　（1）切削速度。一般淬火鋼的耐熱性為200～400℃，高于此溫度時(shí)，材料的硬度就會(huì)下降。而硬質(zhì)合金的耐熱性為800～1000℃，陶瓷刀具材料的耐熱性為1200℃，立方氮化硼的耐熱性為1400～1500℃。所以在切削淬火鋼時(shí)， 要充分利用這一特性，切削速度vc不能選擇太低。硬質(zhì)合金刀具，vc為30～75m/min；陶瓷刀具，vc為60～120m/min；PCBN刀具,vc為100～200m/min。如是斷續(xù)切削時(shí)，vc為上述的1/2左右。

　?。?）切削深度。一般根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來選擇。一般情況下，ap為0.1～3mm。

　?。?）進(jìn)給量。一般fz為0.05～0.3mm/r。在工件材料硬度很高或斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)減小進(jìn)給量，以防刀具崩刃。

　　切削淬火鋼應(yīng)注意問題

　　①在用上述刀具連續(xù)車削淬火鋼時(shí)，切屑為暗紅色，說明vc合理。vc太高時(shí)，刀具耐用度低。反之工件的切削表面沒有軟化，刀具耐用度也低。

　?、谠跀嗬m(xù)切削時(shí)，vc應(yīng)相對低一些。

　?、塾糜操|(zhì)合金鉆頭鉆淬火鋼小孔時(shí)，vc要合理（vc=15～30m/min），并勤退出鉆頭與排屑，以防工件熱脹冷縮把鉆頭夾住而扭斷。當(dāng)淬火鋼的硬度小于50HRC時(shí)，也可用高速鋼鉆頭鉆孔，這時(shí)vc≤5m/min， 并適當(dāng)減小鉆頭外刃前角。

　?、茉谲囅鞔慊痄撀菁y時(shí)，應(yīng)先在切入和切出時(shí)倒一個(gè)比牙高大的30°～45°角，以便切入切出平穩(wěn)且防止打刀，同時(shí)每次切削深度應(yīng)小一些。

結(jié)　

（1）用硬質(zhì)合金、陶瓷和PCBN刀具材料可切削淬火鋼。

（2）切削淬火鋼時(shí)，必須根據(jù)具體條件，合理選擇刀具幾何參數(shù)、切削用量并且掌握操作中的注意事項(xiàng)。

（3）采用PCBN刀具切削淬火鋼，可以實(shí)現(xiàn)以車代磨，提高加工效率。