據(jù)資料統(tǒng)計(jì),機(jī)械制造總成本中,切削液占生產(chǎn)成本的比重高達(dá)15%。,而刀具費(fèi)用只占生產(chǎn)成本的3%-5%。以前,很多從濕式加工轉(zhuǎn)變到干加工的可見(jiàn)成本也很高,隨著刀具材料的發(fā)展,如今都不成為問(wèn)題。實(shí)際上,干車(chē)削硬材料和高速切削削不僅是可行的,而且有利可圖。其技巧是正確集成刀具、機(jī)床和切削技術(shù)。其中改進(jìn)刀具材料,是實(shí)現(xiàn)干切削是最直接最經(jīng)濟(jì)的辦法。誠(chéng)然,實(shí)現(xiàn)干式切削的最大技術(shù)難題是刀具,他是使干式切削加工得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素。刀具在切削加工過(guò)程中,要承受很大的壓力,同時(shí)由于切削時(shí)產(chǎn)生的金屬塑性變形以及在無(wú)切削液的情況下刀具、切屑、工件相互接觸表面間將產(chǎn)生更強(qiáng)烈的摩擦,使刀具切削刃上產(chǎn)生極高的溫度和受到很大的應(yīng)力,在這樣的條件下,刀具將迅速磨損或破損。發(fā)展干式切削,刀具材料要具備高溫紅硬性和化學(xué)穩(wěn)定性和較低的摩擦系數(shù)。
在機(jī)械制造行業(yè),傳統(tǒng)思維是要獲得更高的速度和切削更硬的材料,必須使用切削液來(lái)維持刀具的壽命或切削速度,傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)是切削液對(duì)于取得較好光潔度和更長(zhǎng)刀具壽命是必不可少的。雖然現(xiàn)實(shí)中切削液對(duì)于許多加工仍然是必要的,但是研究表明,有了現(xiàn)代切削刀具材料和當(dāng)今更高的切削速度,并非一定要使用切削液,其原因在于:切削區(qū)溫度變得非常高,通常超過(guò)1000℃,尤其是在高速切削和硬材料切削時(shí)。舉例來(lái)說(shuō),假定切削液能克服銑刀高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,切削液在到達(dá)切削區(qū)之前早已汽化,對(duì)那里幾乎沒(méi)有冷卻作用。
干切削刀具材料發(fā)展到普通鑄鐵零件中最具有代表是華菱超硬BN-S30及BN-K20牌號(hào)立方氮化硼(PCBN刀具)刀片,這是華菱公司在汽車(chē)零部件制造行業(yè)繼“以車(chē)代磨”硬車(chē)技術(shù)后又一突破,使得干切削技術(shù)應(yīng)用范圍從硬材料加工發(fā)展到普通鑄鐵零件中,目前,BN-K20和BN-S30牌號(hào)硬質(zhì)刀具已經(jīng)開(kāi)始用于鑄鐵剎車(chē)盤(pán),制動(dòng)鼓,變速箱殼體,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體以及鑄鐵飛輪,壓盤(pán)的高速干切削加工中;由于刀具材料在1300攝氏度高溫狀態(tài)下正常切削的高溫紅硬性和化學(xué)穩(wěn)定性,車(chē)削灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵零件時(shí)切削速度可達(dá)500m /min以上 ,也可用于加工中心采用1000/min以上的線速度進(jìn)行高速銑削灰鑄鐵零件。而且具有較低摩擦系數(shù),不但能實(shí)現(xiàn)干式切削,而且加工表面粗糙度低。
灰鑄鐵一直是汽車(chē)制造業(yè)的主要原材料之一,它被用于制造各種零部件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、差速器箱體、軸、飛輪、制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤(pán)等?;诣T鐵在汽車(chē)制造業(yè)的絕對(duì)用量大得驚人,華菱超硬刀具在灰鑄鐵加工中應(yīng)用無(wú)疑是最成功的,特別是BN-K20精加工刀片和BN-S30牌號(hào)中等加工在灰鑄鐵中的大量使用,大幅度提高了切削效率,由于放棄切削液的使用,發(fā)展綠色干式切削,可實(shí)現(xiàn)制造行業(yè) “節(jié)約能源、節(jié)約資源、污染最小,有利環(huán)保”的指導(dǎo)思想。