高铬铸铁作为难切削材料之一,硬质合金刀具很难正常加工,而陶瓷刀具由于脆性大的原因,一般只用于精加工中;在90年代以前由于难于切削的原因在一定程度上限制了高铬铸铁的应用,随着新的刀具材料的出现,高铬铸铁行业机加工刀具经历了由硬质合金到复合陶瓷再到立方氮化硼材料的过程,在一定程度上改变了高铬铸铁机加工工艺和设备投入,也带来了高铬铸铁铸件作为抗磨铸件在工业制造领域的一度繁荣。
2003年以前由于受刀具材料的限制,硬质合金刀具和复合陶瓷刀具是加工高铬铸铁的主流,高铬铸铁加工工艺路线一般为:毛坯—软化处理(降低硬度)---粗加工----热处理(提高硬度)---精加工。从工艺路线可以看出,两次热处理和两次装夹,不但增大了工作量,影响加工效率,也增加了机加工成本。据统计,仅软化处理和两次机加工就使成本增加2500一3000元/吨。华菱超硬2003年研发的BN-K1牌号立方氮化硼材料刀具,由于硬度比硬质合金和陶瓷高,而抗断裂性和抗崩损性能比陶瓷刀具高,作为高硬度铸铁常用刀具牌号,被广泛应用于35HRC—68HRC的高硬度铸铁的粗加工、断续加工和精加工。
与陶瓷刀片相比,BN-K1牌号氮化硼刀片的硬度一般在3500HV左右,是陶瓷刀片的2倍,是合金刀片的4倍。BN-K1牌号的耐热性可达1400~l500℃,BN-K1牌号加工高铬铸铁时,在1000℃时的硬度还要高于陶瓷和硬质合金的常温硬度,高速切削高硬度白口铸铁Cr26时,BN-K1牌号刀具的耐磨性是氮化硅陶瓷的25倍,抗冲击能力是氮化硅陶瓷的2000多倍,刀具寿命可以达到氮化硅陶瓷的22~30倍。因此BN-K1牌号刀具的切削参数比硬质合金刀具高3~5倍的速度切削高温合金和淬硬钢,这也为PCBN刀具的高速切削创造了条件。由于BN-K1牌号刀具的性能特点,使高铬铸铁毛坯不需要进行软化处理再粗加工,也不需要再进行二次装夹,改变了机加工工艺,广泛用于高合金铸铁轧辊,泵零件,高铬铸铁衬板等耐磨铸件加工中。