热喷涂工件车加工刀具的选用优化

杨帅

热喷涂工件车加工刀具的选用优化

引言：热喷涂被广泛地应用于金属表面的强化，工件经过热喷涂后，其表面硬度一般可达 50-55 HRC,高的可达70HRC，而且大部分喷涂表面要求较高，表面喷涂后进行需要冷加工，有的加工余量大或者受限于大型外圆磨床设备，常采用以车代磨的加工方法。虽然CBN刀具很早被证实适合加工热喷涂材料，但由于其脆性等原因一直在使用中受到局限。本文根据刀具技术的发展，结合热喷涂工件特点，来进一步优化车加工热喷涂材料时刀具的选用技巧和相应切削参数。

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一，热喷涂材料的种类及冷加工工艺选定

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首先需要对热喷涂材料的种类进行了解：热喷涂常用的喷涂粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护；喷涂厚度可以从0.01至几毫米；硬度一般在50HRC以上。

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根据热喷涂材料的喷涂厚度和加工余量以及基体材质选择车削加工或者磨削加工；一般加工余量和喷涂厚度小的可采用磨削加工；反之，以车代磨是经济的选择。

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二，车加工热喷涂工件的刀具选择标准

（1）当热喷涂层硬度小于HRC45时，可选择硬质合金刀具材料，常用牌号有YS30、YG3X等，线速度可选νc=40 m/min。

（2）当热喷涂层硬度大于HRC45时，可选用陶瓷或CBN刀具；陶瓷刀具和焊接复合CBN刀具由于抗冲击性能差，常在精加工中使用（吃刀深度在0.3mm以内为佳）；如果加工余量大，华菱超硬BN-S20牌号可进行大余量粗车。

（3）当热喷涂层硬度大于HRC55时，用CBN刀具能有更好的刀具寿命和加工效率。

三：加工热喷涂材料时刀具的切削参数

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（1）采用硬质合金刀具时，吃刀深度常取aO=0.15～0.6mm，表层硬度越高，aP应越小。精车时aP＝0.05～0.1mm。进给量一般取f=0.1～1mm/r，精车时f应小些。先速度根据硬度一般选择νc=40 m/min；当热喷涂硬度在HRC45-65时，采用硬质合金刀具，线速度一般在νc=10 m/min为佳。

（2）采用陶瓷刀具时，吃刀深度一般控制在0.2mm以内，取进给量f=0.1mm/r左右；但线速度可提高到原用硬质合金的3倍左右。可见精加工时选用陶瓷刀具最能体现刀具的特性。

（3）BN-S20牌号CBN刀具试切

喷涂材料为钴基喷料，喷涂厚度为2mm；硬度HRC60；

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刀具牌号：华菱BN-S20，适合大余量切削；

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粗加工时采用切削参数为线速度V=70m/min；走刀量0.7-0.8mm/r;吃刀深度ap=1.7mm；

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精加工时120m/min;走刀量0.25mm/r;

刀具寿命：每个刀片刃口使用寿命150分钟；8个切削刃口；一个刀片能使用两个班不换刀。

四：使用BN-S20时优势及注意事项：

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1， 与同类CBN刀具相比，用BN-S20切削时，适合普通车床和数控车床。可不采用非常高的机床主轴线速度，同样能得到很好的刀具寿命和车削表面光洁度。

2， 热喷涂材料车削加工前，虽然伴有凸凹不平，使用BN-S20前不需要修正，可直接粗加工。

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3， 干式切削。

4， 刀杆的悬伸长度尽可能短，防止刀杆的颤动和变形。

华菱超硬 CBN刀具研发部

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