什么是淬火？

淬火是金属和玻璃的热处理工艺。将合金制品或玻璃加热到一定温度，然后在水、油或含有矿物质的空气中迅速冷却，一般用于增加合金的硬度和强度。

什么是淬火？
淬硬钢是指淬火后组织为马氏体，硬度大于HRC50的钢。它在难切削材料中占有相当大的比例。

淬火钢加工刀具的选择有几个要点：

一、淬火的切削特点：
硬度高、强度高、几乎没有塑性：这是淬火钢的主要切削特性。当淬火钢的硬度达到HRC50-60时，其强度可达σb=2100-2600MPa。根据被加工材料的加工性分级要求，淬火钢的硬度和强度均为9a，是最难切削的材料。

切削力大、切削温度高：从高硬度、高强度工件切削切屑，单位切削力可达4500MPa。为了改善切削条件和增加散热面积，刀具选择较小的主偏角和副偏角。此时会引起振动，需要加工系统刚性好。

不易产生积屑瘤：淬火钢硬度高，脆性大。切削时不易产生积屑瘤，加工表面可以获得较低的表面粗糙度。

刃口易断磨损：由于淬火钢脆性大，切削时切屑与刃口接触较短，切削力和切削热集中在切削刃口附近工具，容易折断和磨损切削刃。

导热系数低：一般淬火钢的导热系数为7.12W/(m•K)，约为45号钢的1/7。材料的可加工性等级为9a级，难切削。由于淬硬钢的导热系数低，切削头通过切屑清除困难，切削温度很高，加速刀具磨损。

二、淬火加工工具的材质选择
合理选择刀具材料是切削淬火钢的重要条件。根据淬火钢的切削特性，刀具材料不仅要具有高硬度、耐磨、耐热等特点，还要有一定的强度和导热性。加工淬火钢的刀具材料有：

硬质合金：选择硬质合金时，应首先选择含有适量TaC或NbC超细颗粒的硬质合金材料。因为在WC-Co硬质合金中加入TaC后，其原有的800℃高温强度可提高150～300MPa，常温硬度可提高HV40～100。切削淬火钢常用的硬质合金牌号有YM051、YM052、YN05、YN10、600、610、726、758、767、813等。

热压复合陶瓷和热压氮化硅陶瓷：在Al2O3中加入TiC等金属元素，采用热压工艺，提高了陶瓷的致密性，改善了氧化铝基陶瓷的性能，提高了其硬度，达到HRA95。 5、抗折强度可达800～1200MPa，耐热可达1200℃～1300℃，使用过程中可减少粘结和扩散磨损。

立方氮化硼复合板（PCBN）刀具：其硬度为HV8000～9000，复合抗弯强度为900～1300MPa，导热系数较高，耐热1400℃～1500℃，是刀具材料中最高的适用于硬化钢的精加工。后来开发的一体式CBN刀片BN-S20，增加了CBN刀片的应用领域，可广泛用于粗加工和断续加工。

三、淬火钢加工刀具选择经验要点的硬度选择
如果是偶尔的单件生产，可以使用合适品牌的普通硬质合金刀具进行加工。如果对淬火钢进行批量加工，可根据工件的硬度和加工余量，选用涂层硬质合金、陶瓷刀具和CBN刀具三种刀具材料。

洛氏硬度在45HRC以下的调质件，适合选用要求相对低速车削的涂层硬质合金刀具。
加工淬火后硬度为HRC40-55度的工件，宜采用陶瓷刀片，但应尽量避免断续车削。如果加工余量较大或有断续加工，可采用立方氮化硼刀具。

对于淬火后硬度在HRC55以上的工件，建议选用CBN立方氮化硼刀具。加工余量小。如果一侧余量小于30丝，可选择焊接复合立方氮化硼刀具。一般刀深以0.3mm为宜。

如果加工余量较大，单边余量大于1mm，建议选用整体式CBN刀具BN-S20，可加工淬硬钢，刀数多，减少走刀次数，并提高加工效率。

四、淬火加工刀具选择经验要点的切削方法
硬质合金刀具和陶瓷刀片通常耐热，在加工硬化钢时需要湿式切削。立方氮化硼刀片的导热性和耐热性非常好。无需添加切削液即可在高速切削下进行干式切削，绿色环保。

注意：如果必须提高小孔或切削液的切削条件，需要提前与刀具工程师沟通，选择湿切立方氮化硼牌号。

五、淬火钢加工刀具经验要点选择的切削参数
切削淬火钢的切削参数主要根据刀具材料和工件材料的物理机械性能、工件的形状、加工系统的刚性和加工余量来选择。选择切削量三要素时，首先要考虑选择合理的切削速度，其次是切削深度，最后是进给量。

切削硬度为HRC55-65的材料时，CBN刀具的切削速度应为50-120m/min。铣削时Vc=100～160m/min，每分钟进给量Vf=70～160mm/min；铰孔时Vc=60～130m/min，ap=0.1～0.2mm，f=0.07～0.2mm/r。需要注意的是，使用立方氮化硼刀具精车淬硬钢，工件硬度高于45HRC，效果最佳，工件硬度越高，切削速度越低，如工件硬度为70HRC，切削速度应选用60-80m/min；精密车削切削深度0.1～0.3mm，进给量0.05～0.025mm/r，精加工后工件表面粗糙度Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm . 如果能用刚性好的标准数控车床加工，

六、淬火钢加工刀具选择、以车代磨刀具的经验要点
立方氮化硼（CBN）刀具硬车削钢件替代磨削的可行性

1、在数控机床上切削复杂曲面和数个复杂曲面，可代替磨削工序，可减少1/3～2/3的人工，并能保证较高的定位精度。

2、形状复杂的内孔或小孔。如果采用磨削，要求砂轮的形状相应复杂，有时不能磨削。这时候转身是最有利的。

3、一个零件的几个表面（外圆、内孔、端面、台面、沟槽）需要磨削，然后用车削，一次完成，可以减去磨削用的工装。

4、淬火后零件容易变形，余量小，容易造成废品。这时候剩余的余量可以大一些。淬火后用CBN刀具削掉多余余量，然后进行磨削，减少大变形Scrap的产生。

5、在加工负荷波动大的困难条件下使用的表面高频零件采用CBN刀具加工。工件的表面结构和物理机械性能优于磨削，可延长零件的使用寿命。

七、螺纹加工为淬火钢加工刀具选择经验要点
滚丝轮的螺纹淬火后一般用螺纹磨床磨削。但为提高加工效率，解决不用螺纹磨削的困难，也可采用车削加工。

滚丝轮技术要求：毛坯材质为Cr12MoV合金工具钢，淬火后硬度HRC59，螺距1.5mm，螺纹头数10个，半角α/2=30º±25 ′，齿深为0.922mm，齿顶高h1=（0.435±0.042）mm，齿根高h2=（0.487（＋0.010/－0.029）mm。

机床与刀具：机床为大连生产的8955型290mm铲齿车床，机床附件为分度盘。刀具分为粗车刀和精车刀。刀具几何参数为：γ。=－3º，α。＝5º，α'＝0º～2º，εr=60º20'，λs=－5º，前叶片向螺旋方向倾斜3º。将刀具磨好各个角度后，用金刚石油石研磨，在主、副刀刃和刀尖处打出负倒角。

切削量：切削速度26.2m/min，粗车螺纹aP=0.1～0.15mm，精车螺纹aP=0.05～0.08mm。反过来，每次移动工具时，头部都会被分割一次，以确保均匀地去除每颗牙齿。

注意事项： 为防止切入切出时刀尖塌陷，线头倒转30º角。为准确控制每次吃刀的深度，水平方向放置100米刻度盘。

与磨削相比，车削磨削技术比磨削具有更高的加工效率。在硬车削方面，华菱BN-S20可采用大切深断续切削，加之工件速度高，金属去除率通常是磨削加工的3～4倍，耗电量大，人工少，但材料耗材仅研磨的 1/5。

风险因素：硬车削所用机床的间隙和刚度决定了振刀和让刀问题发生的概率，同时也会影响被加工工件的尺寸精度和表面粗糙度，因此用户需要根据他的工件要求进行咨询和选择。