综述：灰铸铁一直是汽车制造业的主要原材料之一，它被用于制造各种零部件，包括发动机缸体、缸盖、差速器箱体、轴、飞轮、制动鼓和制动盘等。灰铸铁在汽车制造业的绝对用量大得惊人，华菱超硬立方氮化硼刀具在灰铸铁加工中应用无疑是成功的，特别是整体CBN刀片在粗加工灰铸铁中的大量使用，大幅度提高了切削效率。另外立方氮化硼刀具在奥贝球特、各种冷硬铸铁、耐磨合金铸铁、白口铸铁加工中，已经被证实是高效低成本的切削刀具。但是在球墨铸铁和蠕墨铸铁加工中由于立方氮化硼刀具与游离态铁素体的亲和作用，仍然需要进一步研究，针对高强度球墨铸铁加工，华菱超硬推出的BN-K20牌号，与普通合金刀具相比，取得惊人刀具寿命，平摊到每个加工工件的刀具成本大幅度下降，且加工效率得以提高数倍。

     

      汽车市场的变化趋势表明，灰铸铁的使用量正在不断减少，其原因包括：不断上涨的燃油成本、对汽车排放的监管，以及各种新材料的应用。球墨铸铁、蠕墨铸铁(CGI)和奥氏体球铁(ADI)的应用日益增多，并对加工它们的刀具提出了更高要求。

　　为了实现更好的燃油经济性，人们对减轻汽车零部件重量的要求不断提高，球墨铸铁和奥氏体球铁的使用量也随之增加。此外，在汽车制造业，蠕墨铸铁(CGI)的应用也出现了预期的增长，尤其是在主要依赖柴油发动机的卡车制造业。

　　除了这些变化以外，在加工工艺中还有一种模式转变。在过去10年中，制造加工的速度一直在稳步提高。直到不久以前，还很少采用专用加工刀具，而且大部分加工机床也很少带有多个可选主轴。高速切削加工非常适合由成本驱动的大批量零部件生产，而这正是汽车制造业的特点。

　　蠕墨铸铁的优点是将灰铸铁的散热性与球墨铸铁的强度和弹性模量集于一身。然而，它具有一种形状类似于珊瑚虫的石墨结构，并具有大家公认比较难以控制的化学成分。随着制造商(尤其在卡车制造业)将蠕墨铸铁作为柴油发动机选用的材料，他们就面临着工件质量、难以预测的刀具寿命和停机时间等各种加工挑战，所有这些挑战都可能扼杀其盈利能力。但是，如果采用合适的刀具来加工这些材料，也许就能证明关于蠕墨铸铁的可切削性极不稳定的说法有些言过其实。

 

　　尽管聚晶立方氮化硼刀具已被证明是一种性能卓越的切削刀具材料，在切削灰铸铁时可以达到几乎无限长的刀具寿命。但遗憾的是，用立方氮化硼刀具加工球墨铸铁和蠕墨铸铁时，则会受到化学溶解作用的影响。在这些加工中，刀具材料与铸铁中更高的含铁量相互作用，从而会造成刀具快速磨损。这一难题推动了开发一种能够抵御化学作用的刀具牌号的需求，华菱超硬BN-K20和BN-S20就是针对以上球墨铸铁加工机理，研制而成。（下图为立方氮化硼刀具发生溶解性磨损状态）：

　　为了加工这些新型铸铁材料，要求刀具既要提高耐磨性，又要具有非常好的韧性——而这两种性能是很难同时兼顾的。为了应对这种挑战，许多刀具制造商都在全力开发能提供这两种性能优组合的刀具。

 

　　这些刀片大部分都是涂层牌号，它们将高硬度的CVD多层涂层、抗变形的硬质基体，以及富钴(以提高切削刃的韧性)的基体/涂层界面完美结合起来。设计这些粗加工用多层CVD涂层牌号是为了提高耐磨性和切削速度，使它们能用于加工具有高磨蚀性的铸件，这些铸件中可能存在夹砂、表面夹杂物、氧化物以及其他会引起刀具快速磨损的物质。

对这种CVD涂层牌号的加工现场试验结果很有意义。在对一种球墨铸铁支承零件进行内部断续粗加工时，与一种ISO-P20粗加工刀片相比，CVD涂层牌号的刀具寿命提高了2倍。　

 

    尽管球墨铸铁和和蠕墨铸铁的应用在不断增加，但灰铸铁的应用依然强势。在汽车制造业，还会继续保留大量的灰铸铁加工(尤其是制动鼓和制动盘)。不过，如今的加工条件已经与过去有所不同，由于立方氮化硼刀具的使用，切削速度已经比10年前提高了大约提高了335m/min。高速切削产生的更高温度可能会溶解切削刀片的涂层硬质合金，其方式与立方氮化硼刀具与铁素体之间产生的化学反应非常类似。为了防止涂层硬质合金受到破坏，并阻止切削热进入基体，刀具制造商正在不断增加刀具涂层中氧化铝层的厚度。此外，更重要的是改进这些多层涂层的结构，使其具备更好的韧性和耐磨性。

　　为灰铸铁的高速加工(切削速度可高达550m/min)而专门设计的立方氮化硼刀具已经投入市场。这些用于高速切削的立方氮化硼刀具可使刀具长时间保持高耐磨性，以提高生产率)。在使用新型HLCBN立方氮化硼刀具粗加工灰铸铁制动盘零件的加工试验中(切削速度范围：400-1658m/min)，与使用氮化硅陶瓷刀片相比，刀具寿命提高了一倍，生产率提高了20-200%。这种生产率的提高是因为HLCBN立方氮化硼刀具具有更好的切削刃韧性，使其能够采用比陶瓷刀片更高的进给率。灰铸铁加工案例见（粗加工灰铸铁高效低成本解决方案——HLCBN整体刀片）

 

 

五，展望　　

   过去，用户的抱怨之一是各个批次铸铁工件的可加工性不一致。对于他们来说，加工一批工件时，刀片的每个刀尖可加工100件，而加工第二批工件时，每个刀尖只能加工50―60件的情况并不鲜见。这种情况有些与铸铁成分的变化有关，有些则与气候有关——这些因素都是加工人员无法控制的。不过，许多刀具制造商都在努力开发能够解决工件材料可加工性不一致问题的刀具。目的是为用户提供能始终保持可加工的工件数量稳定——即使工件的可加工性存在差异——的刀具。提高韧性、强度和耐磨性将使这些新的刀具牌号能够适应工件材料的变化，同时能够解决近净成形零件加工的断续切削问题。如果刀具本身具有很高的可靠性，就不需要对工件材料的可变性进行监测与调整。

 

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