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 随着模具行业高速加工及淬火热处理后再加工的需要越来越普遍,硬铣削和硬车削工艺在模具行业得到广泛应用,硬切削刀具技术的发展,把模具加工行业推向了以车代磨、以铣代磨,干式切削,高速切削的制造模式。作为超硬刀具国产化代表,华菱立方氮化硼刀片和PCBN铣刀(立方氮化硼铣刀)在我国模具硬加工行业处于领导地位,特别在淬硬模具钢硬铣削加工领域,打破了国外PCBN铣刀在高速铣削淬硬模具钢的垄断地位,而且把立方氮化硼刀片的韧性做到可以用于大余量粗加工和半精加工高硬度淬火模具钢,在模具行业竞争日益加剧和节能降耗的压力下,对我国模具制造行业贡献巨大。

  模具钢材料淬火热处理后硬度一般在hrc45以上,有的高达HRC70,对于淬火热处理后模具硬钢切削加工,由于高硬度一直是机加工的难题之一;加工模具钢材料,我国华菱超硬开发出有两种刀具,一种是镶焊立方氮化硼刀片,一种是整体立方氮化硼刀片,典型牌号分别是BN-S20和BN-H20牌号,均是机夹可转位刀片,是针对淬火后的模具材料加工专用,可做车削模具,镗削模具,铣削模具之用,也可作为不含模具和修复模具用高硬度加工刀片,除了硬车削刀片外,华菱超硬也提供PCBN铣刀及整体 PCBN立铣刀用于硬铣削淬火模具钢。

  模具钢大致可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢3类,用于锻造用热镦冷镦模具、冲压用冲压模具、切型用剪切模具、压铸用压铸模具等。冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等,冷作模具钢淬火后硬度高于HRC60-62,部分HSS高速钢模具材料硬度达到HRC60-70。Cr2模具钢淬火后硬度一般在HRC62-64之间。热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等,热作模具材料淬火后硬度一般要求保持在HRC40~55之间。热作模具钢H11、H12、H13钢,H21,H22,例如高温热固性塑料模常用H13模具钢。非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4,6H1,6H2,D2,D4,M2,M4粉末钢,钢结硬质合金、钴基硬质合金。模具堆焊后加工用刀片,如切削如下合金焊层3Cr2W8V(D377)、5CrMnMo(D397)、25Cr5W5MoV、25Cr5MoVSi和4Cr5W5MoVSi以及Cr13型不锈钢等。

  加工模具钢材料的刀片牌号及切削参数:

  1.强断续车削淬火模具钢的HLCBN刀具牌号BN-S20;断续切削或大余量切削淬硬钢使用,线速度常采用70-90m/min,如合金模具钢淬火后有变形,且加工余量大的情况,BN-S20牌号吃刀深度达到7mm左右,刀片并不崩刃。适合断续切削淬火后的模具钢材料,或者大余量车削淬火变形后的模具材料,修复模具或堆焊补焊后模具的车削加工,譬如在ZG45Mn2铸钢模体上车削堆焊层(硬度高、耐磨的5CrMnMo或5CrNiMo)等,以及大型模具材料的切削加工,适合粗加工和精加工淬火后的高速钢,GCr15轴承钢模具,Cr12和D2大型模具钢锻件淬火后的粗精加工。

  2.精加工淬硬模具钢的刀片BN-H10或BN-H20,是一种镶焊复合式立方氮化硼刀片,适合淬火后加工余量小于0.5mm的情况。如精加工D2模具钢,H13钢,T10,T8淬火后模具钢,适合加工模具淬火后硬度高于45HRC时,切削速度一般为130~180m/min,精车的切深在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工,且刀具刃口锋利,则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm,尺寸精度可达0.01mm。精车淬火合金钢时一般不用切削液,因为在较高的切削速度下,大量的切削热由切屑带走,很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度,若因细长轴跟刀架等其他原因需要使用冷却液时,可使用华菱BN-H10材质CBN刀具,此牌号在冷却液状态下,寿命更长;适合小型模具材料淬火后车削或修复车削使用。

  华菱镶焊立方氮化硼刀片和整体立方氮化硼刀片加工模具钢材料主要应用于淬硬模具等热处理后高硬度模具的加工,加工效率高,可以粗加工也可以粗车或做快速修复车削模具使用,塑胶模具,热锻模具,冷轧冷冲模均可使用。

  随着模具行业高速加工及淬火热处理后再加工的需要越来越普遍,硬铣削和硬车削工艺在模具行业得到广泛应用,随着切削技术的发展,目前性能优异的国产PCBN铣刀不但可用于高速铣削淬硬模具钢,而且以华菱超硬公司的立方氮化硼刀片为例,其韧性做到可以用于大余量粗加工和半精加工高硬度淬火模具钢,在模具行业竞争日益加剧和节能降耗的压力下,形成以车代磨、以铣代磨,实现干式切削和硬切削,不但提高模具加工效率,而且节能环保。

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