立方氮化硼刀具和硬质合金刀具车削纯镍情况对比

　　某喷管其表面有3mm厚之纯镍层，用数控车床进行加工。据有关资料介绍，纯镍是一种难加工材料，切削加工时，刀具磨损极为迅速，刀具寿命极短、生产率也很低，工件表面质量不好。因此，在加工上述零件时，选择了耐磨性能较好的细颗粒、超细颗粒硬质合金刀片YG6X。结果发现硬质合金刀片磨损仍然十分严重。虽然在超硬刀具的几何参数上作了若干改变和选择，但无明显效果。切削时，因刀具很快磨损，造成工件和刀具剧烈的摩擦、振动和噪声(经侧定，噪声高达104分贝)。加工一个零件用数十片刀片。因换刀、接刀频繁，工件表面光度不够，只能用锉刀，砂布打光，费时、费力、产品质量得不到保证且每换一次刀片，都要编程对刀、启闭计算机，对计算机故障率有不利影响。再者，数控车是零件加工最后工序，若造成一件废品，仅从经济角度出发，损失就在万元以上。特别是当有一定批量生产时，生产效率问题也随之突出。故纯镍的车削问题应予解决。

　　纯镍加工时刀具材质选择及刀具磨损的特点：

　　纯镍是一种银白色金属，熔点高，抗蚀性强，具有一定的机械强度和良好的塑性，是一种耐高温、抗腐蚀的重要材料。镍的切削加工性很差，故被列为难加工材料之一。在切削镍时，最大的特点就是刀具磨损本高和切削热量集中在刀刃附近，因此在较低的切削速度下就发生快速的刀面磨损和切削刃变形。其原因显然是由于镍和钴是同族元素，有强烈的亲合性所致。

　　因此，要避免刀具的磨损，就不能使用一般硬质合金刀片 (一般硬质合金都以钴为粘接剂，或以镍、钴作粘接剂) ，而要使用新的刀具材料。这里应当说明的是，铁和钴也属同一族元素，为何在加工钢材时，刀具和工件的扩散粘接不如切削镍时严重钢材中的铁以合金形式存在而非纯铁) 镍在常温下不氧化，而铁在常温下即可生成氧化物，在高温下氧化作用吏为剧烈。氧化的结果，生成氧化膜，使扩散粘接作用大大降低，镍一钴亲合性比铁一钴亲合性要强。

　　用涂层硬质合金刀片和聚晶立方氮化硼刀片加工纯镍的情况

　　为避免镍一钴亲合造成的刀具磨损，采用TIN( TIC) 涂层硬质合金刀片试验，结果：在切削小124mm，L=2400mm后，工件难度为 0.01~0.03mm，使用复合聚晶立方氮化硼刀片，是解决纯镍加工刀具磨损剧烈的有效办法。经试验，车削长度L=5800mm后，工件直径差在0.01~0.03mm以内，pcbn刀具无明显磨损。工件光洁度在▽6以上，切削过程中无振动、无噪声，切削状况良好。