随着我国工业飞速发展，对机械零件的性能要求越来越高。为了提高机械零件的耐磨性，延长其使用寿命，很多结构钢零件常常采用淬火处理。但淬火后的零件强度和硬度较高，塑性较差，这就给切削加工带来了难题。刀具性能的优劣对切削加工的效率和加工精度至关重要。本文主要介绍了淬硬钢的特点，及如何加工高硬度淬硬钢件。

　　一、淬硬钢的定义及加工特点

　　淬硬钢是指钢件经过淬火的热处理后获得马氏体组织，其硬度(大于HRC50) 高，强度也高，几乎没有塑性的一类工件材料。

　　淬硬钢的切削加工特点有：

　　1、硬度高、强度高，塑性接近0：当淬硬钢的硬度在HRC50～60这一范围时，其强度可高达σb=2100～2600Mpa。此时，淬硬钢的硬度和强度达到9a级，淬硬钢例属最难切削加工的材料。

　　2、切削力大、切削温度高：由于淬硬钢的高硬度和高强度特点，其工件上难以切下切屑，淬硬钢的单位切削力可达4500Mpa，相应的切削温度就非常之高。

　　3、不易产生积屑瘤：淬硬钢虽然硬度高，但是脆性大，所以切削时不易产生积屑瘤，被加工工件表面可以获得较低的表面粗糙度。

　　4、导热系数低：淬硬钢的导热系数为一般为7.12W/(m?K)，约为45号钢的1/7。

　　淬硬钢在生产制造要求高耐磨性，高硬度的基础零部件中应用广泛，例如传动轴、变速齿轮、转向齿轮、冲模等。

　　二、淬硬钢的加工方式

　　淬硬钢的加工方式有传统的磨削和现代机械化的车削两大种。

　　(1)磨削：是一种利用高速旋转的砂轮等磨具来加工工件表面的切削加工方法。磨削的特点有：一方面，磨削速度高约30～50m/s;磨削温度高，最高为 1000℃～1500℃;磨削过程短暂，只有万分之一秒左右;磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值;磨削可以加工材料范围广，包括软材料：如未淬火钢、铸铁等。包括硬材料：淬火钢、瓷件、硬质合金等其他刀具不能加工的硬质材料。另一方面，磨削的金属切除率低;并且磨削加工过程中可能会对人身造成危险。

　　(2)车削：是指把淬硬钢的切削作为最终加工或精加工的工艺方法。与磨削相比，车削的加工特点有：加工效率高，这是由于切削时，切削深度大，工件转速高，其金属切除率通常是磨削加工的3～4倍，而且车削时不需要冷却液，也省去了冷却设备，省时又节约成本;使零件获得良好的整体加工精度，这是因为切屑带走车削中生产的大部分热量，而磨削则会使工件表面烧伤和产生裂纹。所以车削是目前加工淬硬钢的最适合的方法。

　　三、加工淬硬钢的刀具材料选择

　　刀具的合理选择能成倍地提高淬硬钢加工效率,且能得到最佳精度要求，对加工方案进行优化。

　　淬硬钢硬度较高，一般在HRC50以上。对加工刀具要求极为苛刻：耐磨损性好，导热系数高，热稳定性优异，硬度高。常见的加工淬硬钢刀具有硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。

　　但由于硬质合金刀具在加工淬硬钢时，硬度不够高，容易产生烧刀现象，生产效率低，故适合精车、低速加工;陶瓷的抗冲击韧性差,抗弯强度小,进给速度范围低,故较少用于淬硬钢的加工;立方氮化硼刀具硬度高，耐热性好，切削速度快，寿命是其它刀具的几倍以上。所以更多的、更经济是采用立方氮化硼刀具加工淬硬钢。尤其是非金属粘合剂立方氮化硼刀具，加工淬硬钢效果突出。

　　四、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H20材质加工淬硬钢齿轮的案例：

　　加工零件：齿轮轴

　　硬度：58HRC-63HRC

　　加工工序：淬火后精车

　　刀具材质：BN-H20

　　切削参数：ap=0.15mm

　　Fr=0.1mm/r

　　Vc=150m/min

　　五、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H10材质加工淬硬钢同步器齿套拨叉槽的案例：

　　非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H10材质，具有良好抗震性能，韧性较好，适合机床刚性稍差情况;CBN刀具参数：后角7度，副偏角4度，刀尖圆弧角R0.4;切削线速度：v=90-120m/min;进给量Fr=0.08mm/r;刀具修磨一次加工件数为350件。

　　六、非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S200材质加工回转支承轴承(40CrMo)的案例：

　　40CrMo轴承也称为回转支承轴承(如下图)，原因是回转支承轴承常用的的材料是40CrMo，热处理后的40CrMo轴承硬度在HRC47-HRC55，加工40CrMo轴承选择立方氮化硼刀具BN-S200材质，由于加工淬硬钢和耐热合金时耐磨损性更优异，主要应用于精加工工序。加工硬度：加工工序：精车滚道，端面，切削参数：ap=0.5mm,Fr=0.45mm/r,Vc=110m/min。