高温合金是一种能在℃以上的高温下长期工作的特殊材料，按其基体元素可分为铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金等，按其生产工艺又可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金，凭借一系列优良的性能，高温合金被广泛应用于航天、石油、航空、化工、舰船等领域，但由于其硬度高、耐磨性强，传统的硬质合金刀具、陶瓷刀具、涂层刀具加工起来十分困难，兼具硬度和韧性的CBN刀片（立方氮化硼刀片）无疑是切削加工高温合金的首选刀具，但由于目前市场的CBN刀片种类繁多，在切削加工镍基合金等高温合金时CBN刀片的选择十分困难，今天笔者就根据华菱等超硬刀具生产企业公开的资料来聊一聊切削加工镍基合金等高温合金时CBN刀片应该怎么选~
高温合金工件示意图
在这之前，我们需要对镍基合金等高温合金的加工难点有一个大致的了解，其加工难点大致如下：
1、切削热量高：以镍基合金为代表的高温合金材料的导热系数较小，加工时热量不易扩散，大多都集中在切削区，这不仅会导致刀具迅速磨损，还会让工件发生变形，无法保证表面质量和加工精度。
2、切削力大：由于高温合金的强度高、塑性好，切削加工时需要的切削力比不锈钢还要大，是合金钢的2-5倍，较大的切削力，也容易引起震动。
3、切削加工性差：为了保证高温合金的热强性能，合金中的强化相多且分散，强化相越多，越分散，合金的热强性能越好，而相应的加工性也就越差，且高温合金的塑性较大，切削变形系数约为45钢的1.5倍，加工起来极其困难。
针对高温合金不同的加工难点，以华菱为代表的超硬刀具企业推出了相应的专项切削加工刀具，具体的CBN刀片型号可根据加工材料进行选择，选择逻辑大致如下：
1、如果是想要实现涡轮盘等高温合金的高速切削，可选用BDN80牌号的立方氮化硼刀片进行加工。
2、如果是高温合金增材堆焊等硬材料的断续粗加工，可以选用BN-S20牌号的立方氮化硼刀片进行加工。
3、如果是镍基合金增材喷焊零件的精加工，可以选用BN-H10牌号的立方氮化硼刀片进行加工，其特殊的断屑槽工艺，可以抑制加工毛刺和喷焊层剥落。
4，如果是纯镍、纯钨、纯钼等难熔合金材料，可以选用CDW牌号的PCD刀片，不仅能够提高切削速度，还能通过增加断屑槽来改善切削状态，提升工件的加工质量。
上述刀具的部分加工案例如下：
BN-S20牌号CBN刀片加工钴基合金喷涂材料
加工材质：钴基合金喷涂材料（喷涂层厚度为2mm）
喷涂层硬度：HRC60
刀具材质：BN-S20
切削参数：Vc=70--m/min
Fr=0.7-0.8mm/r，ap=1.7mm
刀具寿命：每个刀片刃口使用寿命分钟（以粗糙度超差为换刀标准）
华菱BN-S20牌号复合陶瓷CBN刀片
除此之外，还有数据表明，BN-S20牌号CBN刀片在线速度Vc=m/min的高速下切削加工ni60镍基合金喷焊层，其刀具寿命是陶瓷刀片寿命的6--10倍。
BDN80牌号CBN刀片高速切削镍基高温合金
加工材质：Inconel（硬度HRC45-47）
刀具牌号：BDN80
切削参数：Vc=m/min，Fr=0.15mm/r，ap=0.5mm
冷却方式：干式切削
优势对比：同等切削参数下，寿命高出某品牌CBN刀片50%。
华菱BDN80立方氮化硼刀片
相比于硬质合金刀具切削加工镍基合金时20-50m/min的切削速度，BDN80牌号的切削速度不仅有了质的提升，其刀具寿命也比市场上的同类CBN刀片高出一倍！
好了，以上就是笔者关于高温合金切削加工难点以及CBN刀片选择的一些浅见，如果您关于镍基合金等高温合金的切削加工以及刀具选择还有什么不明白的，可以在评论区一起交流讨论哦~#切削加工#
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