超細晶粒硬質合金刀具在加工耐熱合金鋼中的應用

超細晶粒硬質合金是一種高硬度、高強度和高耐磨性兼備的硬質合金，它的WC粒度一般為0.2～1.0µm以下，大部分在0.5µ,m以下，是普通硬質合金WC粒度的幾分之一到幾十分之一，具有硬質合金的高硬度和高速鋼的強度。其硬度一般為90～93HRA，抗彎強度為2000～3500MPa，比含鈷量相同的一般WC-Co硬質合金要高，與加工材料的相互吸附-擴散作用較小，特別適用于耐熱合金鋼、高強度合金鋼以及其它難加工材料。

　　下面以超細晶粒硬質合金YS2,YM051,YM052等刀具牌號為例，闡述在加工耐熱合金鋼生產中的一些應用。
　　
　　YS2硬質合金YS2硬質合金是株洲硬質合金廠生產的一種超細晶粒硬質合金，其性能相當于ISO標準中的K30，它的WC晶粒尺寸小于0.5µ,m，硬度為91.5HRA，抗彎強度達2200MPa，在800℃時的高溫硬度為930HV，比一般YG類硬質合金高出200～300HV。

　　在加工K3鎳基鑄造合金的外圓時，在相同切削用量v=5～6m/min,f=0.5mm/r,ap=0.1mm的條件下，YG8的磨損為0.5mm左右，YS2為0.25mm;在后刀面磨損量同為0.3mm時，YS2的刀具耐用度為15min，而YG8或YG8W的刀具耐用度還不到5min。

　　用YS2車刀加工耐熱不銹鋼Cr17Ni2時，當以n=700r/min、f=0.04min/r,ap=0.5～0.6mm的切削用量鏜f30+0.03mm孔時，在保證精度及表面粗糙度的條件下，刀具刃磨一次的加工件數為:YT15為4～5件，YT05為29～50件，而YS2則可加工90～140件。由此可見，超細晶粒硬質合金YS2的耐磨性或刀具耐用度要比普通硬質合金高。
　　
　　YM系列硬質合金YM051、YM052、YM053是上海硬質合金廠生產的一種超細晶粒硬質合金，它的WC平均晶粒尺寸為0.4～0.5µm,1µm以下的占95%以上，硬度大于92.5HRA，抗彎強度在1600MPa以上。YM051、YM052的通用性很強，既能加工鋼材，又能加工鑄鐵，對耐熱合金鋼如鐵基、鎳基高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼等難加工材料的加工效果尤為顯著，YM053則主要用于加工各種鑄鐵。
　　
　　在車削GH132鐵基耐熱合金鋼(f62～f400mm)端面時，在相同切削用量n1=45r/min，ap1=1.Omm,f=0.15mm/r的條件下，刀具走一刀后的磨損量分別是YM051為0.1mm,YS2為0.21mm,YG8為0.35mm；當n2=60r/min,ap和f值不變時，則分別為0.1mm，0.25mm，0.27mm。在車削其外圓時，用同一切削用量n=20r/min,ap=0.8,f=0.07mm/r，并在采用切削液的條件下，原來使用的高速鋼車刀每刃磨一次只能加工一件，還保證不了錐度;用YG8車刀容易產生崩刀，每次刃磨也只能加工一件;而采用YS2或YM052車刀，每次刃磨后可加工2～3件，并能較好地保證工件的錐度和表面粗糙度。
　　
　　當粗車合金半鋼軋輥(硬度為60～70HS，尺寸為f800×1800mm)時，在切削用量v=17m/min,ap=16mm(YT5)或20mm(YM052),f=0.625mm/r(YT5)或1.75mm/r(YM052)的條件下YT5刀具耐用度明顯低，只能加工200～300mm，加工效率亦低；YM052能加工500～600mm，加工效率是YT5的2～3倍。

　　由上可知，超細晶粒硬質合金刀具，由于其晶粒極細，刀刃可以磨得鋒利、光潔；同時由于它的強度和硬度都很高，故能長時間保持刀刃有極小的圓弧半徑和粗糙度。因此，在加工耐熱合金鋼時，使用YS2、YM051、YM052、YD05等超細晶粒硬質合金刀具比采用YT、YG、YW三類普通硬質合金刀具有較好的耐熱性和綜合耐磨性能，不僅其刀具耐用度有明顯提高，切削效率提高數倍，而且加工工件的表面粗糙度也顯著降低。它與立方氮化硼CBN刀具相比，雖然耐磨性稍低一些，但其價格卻比CBN低得多，因此，可廣泛推廣應用。