刀具在某种程度上改变工艺，作为针头线脑的刀具，如果我们了解了它的性能并加以正确运用，进而改善机加工工艺提高加工效率，完全可以为企业带来不菲收益。铸铁件由于硬而脆的特性，决定了比普通钢件更费刀具，随着切削技术的进步和刀具材质的发展，如何选择刀具材质成为机加工工艺员的考虑问题之一。华菱超硬刀具工程师根据结合在铸铁件行业加工经验，从高速切削和高硬度切削方面常用的刀具新材料方面总结经验，抛砖引玉。
铸铁件含灰口铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁，白口铸铁及各种合金铸铁;根据切削加工性来讲，灰口铸铁和珠光体球墨铸铁以及部分合金铸铁属于易切削材质;而蠕墨铸铁，白口铸铁和高合金耐磨铸铁(如硬度HRC60的高镍铬合金铸铁)属于难切削材料。
对于灰铸铁的机加工，采用新型刀具材质牌号实现高速切削是目前的趋势，华菱超硬立方氮化硼刀具 BN-S30，BN-K20等牌号在灰铸铁加工中应用无疑是最成功的。另外立方氮化硼刀具BN-K1牌号各种冷硬铸铁、耐磨合金铸铁、白口铸铁等高硬度铸铁件加工中，已经被证实是高效低成本的切削刀具。但是在球墨铸铁和蠕墨铸铁加工中由于立方氮化硼刀具 与游离态铁素体的亲和作用，仍然需要进一步研究，针对高强度球墨铸铁加工，华菱超硬推出的BN-K20牌号，与普通合金刀具相比，取得惊人刀具寿命，平摊到每个加工工件的刀具成本大幅度下降，且加工效率得以提高数倍。
一、灰口铸铁加工用刀具材质
尽管球墨铸铁和和蠕墨铸铁的应用在不断增加，但灰铸铁的应用依然强势。在汽车制造业，还会继续保留大量的灰铸铁加工(尤其是制动鼓和制动盘)。不过，如今的加工条件已经与过去有所不同，由于立方氮化硼刀具的使用，切削速度已经比10年前提高了大约提高了335m/min。高速切削产生的更高温度可能会溶解切削刀片的涂层硬质合金，其方式与立方氮化硼刀具 与铁素体之间产生的化学反应非常类似。铸铁工件硬而脆，车削铸铁工件时，数控刀片需要承受更高的切削热和切削力，目前，车削铸铁工件的数控刀片多为硬质合金涂层刀片，涂层厚度一般在8微米--20微米，带涂层的数控刀片在遇到铸造缺陷时涂层崩损后露出合金本体，造成涂层硬质合金数控刀片车削铸铁工件时耐用度低的现象。
为灰铸铁的高速加工(切削速度可高达550m/min)而专门设计的立方氮化硼刀具BN-S30牌号、BN-K10及BN-K20牌号已经投入市场。这些用于高速切削的立方氮化硼刀具可使刀具长时间保持高耐磨性，以提高生产率)。在使用新型HLCBN立方氮化硼刀具 粗加工灰铸铁制动盘零件的加工试验中(切削速度范围：400-1658m/min)，与使用氮化硅陶瓷刀片相比，刀具寿命提高了一倍，生产率提高了20-200%。这种生产率的提高是因为HLCBN 立方氮化硼刀具具有更好的切削刃韧性，使其能够采用比陶瓷刀片更高的进给率。
二、球墨铸铁和蠕墨铸铁加工刀具
尽管聚晶立方氮化硼刀具 已被证明是一种性能卓越的切削刀具材料，在切削灰铸铁时可以达到几乎无限长的刀具寿命。但遗憾的是，用立方氮化硼刀具 加工球墨铸铁和蠕墨铸铁时，则会受到化学溶解作用的影响。在这些加工中，刀具材料与铸铁中更高的含铁量相互作用，从而会造成刀具快速磨损。这一难题推动了开发一种能够抵御化学作用的刀具牌号的需求，华菱超硬BN-K20和BN-S30就是针对以上球墨铸铁加工机理，研制而成。常用于珠光体球墨铸铁的高速切削，如QT500，QT600，QT700，QT800，QT900等高强度强墨铸铁的粗精加工中。(下图为立方氮化硼刀具发生溶解性磨损状态)：
为了加工这些新型铸铁材料，要求刀具既要提高耐磨性，又要具有非常好的韧性——而这两种性能是很难同时兼顾的。为了应对这种挑战，许多刀具制造商都在全力开发能提供这两种性能最优组合的刀具。
三、奥贝球铁与白口铸铁等高硬度耐磨铸铁加工刀具
奥贝球铁是一种新型的耐磨合金铸铁，现在的高牌号的正火态QT800-6和QT900-6、等温淬火球墨铸铁ADI才是名副其实的“人参铁”!白口铸铁中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。这种铸铁具有高碳低硅的特点，有较高的硬度，但很脆，用得最广泛的是含铬量为12%～20%的高铬白口铸铁，组织中形成(cr，Fe)7C3的碳化物。奥贝球铁和白口铸铁加工用CBN刀具 已经被证实是可靠的加工刀具。白口铸铁又含高铬白口铸铁(简称为高铬铸铁)，中铬，低铬白口铸铁，也包括常见的普通铸铁含白口现象，华菱超硬作为超硬刀具行业先驱者，对铸铁材质加工与刀具材料方面的研究一直遥遥领先，推出的非金属粘结剂CBN刀具材料(HLCBN刀具 )BN-K1牌号具备了完美的抗冲击韧性和耐磨性平衡。BN-K1牌号常用与高合金铸铁加工领域，如高铬合金铸铁，高镍铬冷硬铸铁，等温淬火后的球墨铸铁，高硅铬钼合金铸铁等材质。
CBN材质数控刀片高速加工铸铁件降低加工成本
以华菱BN-K1牌号整体立方氮化硼刀片断续车削渣浆泵零件为例：采用整体BN-K1牌号CBN刀片车削渣浆泵叶轮外圆，由于叶轮有5枚叶片，故为断续切削。BN-K1牌号刀片切削参数为：vc=75m/min，ap=5mm，f=0.1mm/r。切削过程中，叶轮每转一周刀具要承受5次冲击，一次走刀一个刀刃要承受3000多次冲击。切削结果显示：BN-K1牌号切完一个工件后没有产生断裂破碎，一片刀片相当于25片陶瓷刀片，充分展现了其耐热抗冲击性能，不仅大大降低了刀具的使用成本，而且使生产效率提高了5倍。采用BN-K1牌号立方氮化硼刀片精车内孔，孔深80mm，切削参数：vc=100m/min，ap=1mm，f=0.5mm/r。内孔一次精车完成，测得两端尺寸相同，无退刀现象。BN-K1牌号耐磨性好，加工零件尺寸的一致性得到保障;而陶瓷刀具精车需要3～4刀才能完成，并且切削时刀片刃部磨损较快，致使切削抗力增加，产生退刀现象，严重影响了加工表面的质量。可见在高硬度铸件的粗加工方面，陶瓷刀具已经失去优势。
随着机械行业的竞争日益激烈，如何能通过正确选用机加工刀具材质，来改善加工工艺进而提高加工效率降低综合成本，成为机加工工艺员的考虑问题。作为针头线脑的刀具，如果我们了解他们的性能并加以正确选择，完全可以为企业带来不菲收益。
