传统工艺加工淬硬钢,因其硬度较高、需要(调质)淬火后采取磨削工艺实现工件的精加工,随着后来PCBN刀具的出现,使得淬火钢精加工实现以车代磨、以铣代磨,这样大大提高了生产效率,同时,由于PCBN刀片加工淬火钢工件可以干式切削,避免了磨削加工带来的磨泥、废水等工业污染物,也符合国家可持续发展的战略,因此PCBN刀具也备受行业青睐。
PCBN刀片硬度较高,与PCD刀具并称为超硬刀具,因其材质与铁系金属亲和力较小,加工材料在高温下与铁系金属不发生化学反应,主要用于金属脆硬材料和铸铁/铸钢、淬火钢、粉末冶金等黑色金属相关加工领域。由于其特有的性能优势,因此常用于硬车削领域当中,其中淬火钢占据较大比例,原因是淬火钢是目前制造业中应用较为广泛的材质,此外除去PCBN刀片外,其他材质刀具无法胜任高速切削和硬车如此高硬度材质工件。
淬火钢加工多为精加工工序,被加工小型工件余量小,但大型工件热处理后存在大的变形量,在PCBN刀片出现之前行业多采用磨削工艺,虽然可以保证工件的表面光洁度和尺寸要求,但磨削技术要求较高,出现稍许差错就会导致工件报废。
随着PCBN刀片出现,以车代磨成为现实,也就是行业常说的硬车削工艺,直接用车床加工工件,车床相较于磨床更易操作,报废率更低,PCBN是硬车削淬火钢刀具的最佳材质。
淬火钢硬度一般在HRC58-63之间,传统刀具上去容易剧烈磨损或崩刃,尤其是断续切削工况,对刀具的性能要求更高,而PCBN刀片皆可满足。其中以华菱超硬为代表的超硬刀具企业,作为专业硬材料加工刀具的企业,专为硬车削淬火钢领域研发有多款CBN刀具,在超硬刀具界享有很高的声誉。
相较于国外CBN刀具行业,国内CBN刀具刚开始主要以整体聚晶CBN刀具为主要优势,国外CBN刀具主要以精加工工序的焊接式CBN刀具为主,并应用于高端市场。国内焊接式CBN刀具次于国外,但随着近几年的不断创新和实践,部分产片已经可以和国外CBN刀具相媲美。
如华菱超硬针对硬车削断续工况的淬火钢,研发的复合式CBN刀具BN-H21牌号,和国外CBN刀具相比,同等参数,华菱超硬BN-H21牌号的刀具寿命相较于国外某CBN刀具提高25%。而且价格低于国外进口CBN刀具。