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本 文通过使用CBN刀具车削不同硬度的铬钻（Cr－Mo）合金钢的试验，阐述了工件材料硬度对CBN刀具寿命的影响，并对其原因作了分析。一、CBN刀具的 性能立方氮化硼（CB N）是人工合成的一种高硬度材料，它的硬度（HV7300～9000）仅次于金刚石，但它的耐热性和化学稳定性都大大高于金刚石，它能耐 1300～1500℃的高温，与铁族金属直至1 200～1300℃时也不易起化学作用。因此，CBN刀具既适用于非铁族难加工材料的加工，也适用于淬硬钢、冷硬铸铁及高温合金等铁族难加工金属的切削。 用CBN刀具进行半精加工和精加工，加工精度可达IT5，表面粗糙度可小至Ral．25～0．2μm。着刀具具有较优的几何形状，无论是在刀具寿命还是加 工表面粗糙度方面，CBN刀具切削都完全可以代替磨削加工。二、CBN刀具的耐用度，由于CBN对铁族金属呈化学惰性并具有高硬、耐磨、耐高温、强度好等 特点，故其加工对象多为淬火钢类难加工零件，使用CBN刀具切削软质材料的资料较少，CB ND具切削软质材料时的磨损情况资料不多。为了明确CBN刀具的适用范围，通过车削不同硬度的Cr一伽合金钢来测定CBN刀具的耐用度，发现了一些值得注 意的现象。实验是在以下条件下进行的。切削时不使用切削液。这是因为使用水溶性切削波在高温下CBN会和水发生化学反应，损害CBN的性能。同时CBN刀 具的切削速度一般选得较高，以便使切削区加热到促使材料软化的温度而有利于切削，这时使用切削液可能引起对具冷热不匀，产生很大的热应力而导致热龟裂，使 CBN刀具崩刃。所以CBN刀具一般宜于干式切削。切削的工件材料为中淬透性合金调质钢3 5CrMo合金钢，工件硬度分别为HRC28、35、45和58o刀具的主要几何角度为：前角Y。。－5”，后角a。一矿，刀尖圆角半径r．－0． smm，无负倒核。刀具的磨钝标准根据ISO统一规定以1／2切削深度处后刀面上测定的磨损带宽度yB作为刀具磨钝标准，本实验取yB“0·Zm“。在切 削用量中，切削速度y是影响刀具耐用度T的最主要因素。刀具耐用度与切削速度关系为：yT”。Co式中m——指数，表示y－T间影响成程度C。——系数， 与刀具、工件和切削条件有关当工件硬度为HRC28fD35时，CBN刀具的m值约为0．sl工件硬度为HRC45和58时，m值约为0．6～0．65。 硬质合金切削刀具YT15，m值约为0．46。实验中切削速度在100～300m／min之间，切削深度a，一0．smm，进给量f＝0．lmm／r。切 削速度y－150m／min和y－200m／min时工件硬度和刀具耐用度的关系曲线见图1，CBN刀具耐用度的最低点约在工件硬度为HRC35时。三、 切削力和切削温度切削力测定中发现当工件硬度低于HRC40，切削力基本恒定，当工件硬度高于 HRC40，CBN刀具的切削力随工件硬度增大而显著增大。这个现象说明切削力不是造成CB N刀具耐用度在切削硬度约为HRC35的工件时最低的原因。刀具后D面温度曲线见图2。对于所有的切削速度，当工件硬度约为HRC35时，CBN刀具后刀 面的温度均为最高，这似乎可以说明切削热是引起刀具切削硬度为HRC35的工件时后刀面磨损最大的原因。磨损的后刀面，通过扫描式电子显微镜观察，可见刀 具后刀面上有许多条痕和大量的金属铁（Fe）沉积。联系到图 2所示为温度特性曲线，此时CBN刀具的磨损主要是粘结现象引起的，因为高温时粘结的剧烈程度比低温时大得多。另一方面，由于CBN刀具切削铅一铝合金钢 时有较大的m值（0．6），以及磨钝刀具后刀面上的摩擦条痕，说明CBN刀具同时存在着粘结和摩擦磨损，当切削硬度约为H RC35的工件时，粘结磨损占主要地位。四、结论1．当切削不同硬度的Cr－Mo合金钢时，在切削较软的HRC35工件时，CBN刀具后刀面温度最高，耐 用度最低。2．切削硬度约为H RC35的合金钢时可在CBN刀具后刀面上观察到大量的摩擦条痕和沉积金属铁（Fe），此时CBN刀具以粘结磨损为主。
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