立方氮化硼(CBN)刀具,由于硬度、耐磨性和耐熱性高于硬質合金和陶瓷等刀具材料,可以使用較高的切削速度切削硬度高(HS58~68)的冷硬鑄鐵,其切削效果明顯高于使用其他刀具材料。
(1)切削速度高:用DLS—F立方氮化硼復合片切削球墨冷硬鑄鐵,可以使用較高的切削速度。刀具幾何參數為γ0=-3。,α0=8。,κr=84。,λs=0。,γε=0.6mm,γ01=6。,bγ=0.3mm。當Vc=60m/min,αp=0.3mm,f=0.22mm/r時,切削160min后,后刀面只磨損了0.16mm。而使用YG6X硬質合金刀具的切削速度只有6.6m/min,僅為立方氮化硼刀具的1/9。
(2)耐用度高:用德國比爾斯公司生產的立方氮化硼圓刀片,以Vc=40m/min、f=0.16mm/r的切削用量加工HRC55的冷硬鑄鐵,刀具耐用度為500min,而用陶瓷刀具加工時刀具耐用度只有5min。立方氮化硼刀具的耐用度是陶瓷刀具的100倍。
(3)加工精度和表面質量好:用硬質合金刀具車削HRC50的表面噴涂冷硬鑄鐵軋輥,當Vc=20m/min、αp=0.3mm、f=0.22mm/r時,圓度誤差高達0.5mm,表面粗糙度Ra為12.5μm;而使用立方氮化硼刀具車削,切削速度提高了,圓度誤差很小,表面粗糙度Ra小于0.8μm。
(4)金屬切除率高:用立方氮化硼刀具切削冷硬鑄鐵軋輥,可以獲得極高的金屬切除率。例如,當Vc=6lm/min、αp=/mm、f=0.94mm/r時,金屬切除率達400cm3/min,刀具幾乎沒有磨損。
(5)可以代替磨削:ASH離心式泥漿泵是用極耐磨的鎳鉻白口鐵制造的。這種材料極難切削,以前認為只能用磨削加工,但磨削時的高溫會使工件產生熱裂紋。現在可以采用立方氮化硼復合片以車代磨。這種刀具抗彎強度高,經得起沖擊載荷。采用PCBN圓形刀片,粗車時,Vc=55m/min,αp=3mm,f=0.25mm/r;精車時,f=0.2mm,表面粗糙度Ra為0.8μm。
此外,還可以銑代磨加工鎳鉻白口鐵,也采用圓形帶倒棱的PCBN復合片做成銑刀,以Vc=175~225m/min、αf=0.1~0.25mm/z、αp=0.5~2.5mm的用量進行銑削,表面粗糙度Ra可達2~2.5μm。