广适用范围的安全高效硬质合金刀GC4225

美国密歇根州Transform Automotive公司用温轧低碳非合金钢在CNC车床上制造变速器鼓，在接近最终形状时，即在薄壁鼓的内、外径上进行半精加工和精加工切削。瑞士霍尔德班克的Nach-bur公司是一家专业的小零件加工厂。

这家公司加工的许多零件中，有一种是用于小型液压泵的高合金钢阀锥，整个车削过程一气呵成，其中除了仿形车削外，还包括径向车削。这两种生产应用场合不仅加工条件不一样，而且工序、材料及刀片尺寸也都明显不同。然而它们有一点是相同的——都采用了同样的ISO P25涂层刀片牌号。

国际标准化组织（ISO）有一个依据加工应用场合对刀片的分级系统，按适应工件材质分成不同区域。P组刀片适应以各种钢材为主的长切屑材料。P组又进一步分为01 到50分组，编号越大，刀具的韧性要求越高；编号越小，要求的耐磨性越高。见图1。精加工一般在P01到P20范围，而粗加工则在P30到P50范围。中间留出了一个以P25为中心的广大中间区域，这个区域要求韧性和耐磨性兼而有之。

上述示例在某种程度上表明了P25应用范围的广度，这是指最广义上的普通车削。首先，钢材质多种多样，从非合金钢到高合金钢棒材、到各种锻钢和铸钢。加工类型从粗加工到精加工，操作条件有易有难。另外，生产类型繁多，有单件生产、批量生产，吃刀时间也有长有短，有或无冷却液供应等。

优化要求也是多种多样的，包括采取最高切削参数以达到最高生产效率、延长刀具寿命以提高安全性和换刀等。

在P25车削中会发生各种形式的刀片磨损，从形成积屑瘤而导致工件材料粘结到切削刃塑性变形，从刀片涂层迅速剥落到刀片表面上形成月牙洼。P25牌号刀片往往需要首先接受对锻坯表层的初始切削，切削量有多有少，然后是进一步的高速切削。长期以来，可乐满在应用成熟的GC4025刀片牌号方面拥有丰富的经验。该刀片多年来在P25牌号中处于领先地位，已是许多加工车间进行钢车削加工的首选。例如，以一个飞机起落架的低合金主配件为例，其粗加工包括两道切深为8mm的中等粗加工，然后是一道1mm深的半精加工，并保留下一道工序公差——整个加工过程都使用同一刀片。该刀片必须满足上述两项工序的不同要求，同时保持良好的切屑控制，而且还必须拥有40min以上的刀具寿命。

GC4025刀片在90年代末期推出，在多年分析和研究的基础上，其形态不断改进和完善。为使这个牌号的刀片成为普通钢车削的主力刀片，研究人员掌握了它必须满足的各种应用场合要求，在形成清晰概念之后，对此产品的数项牌号属性进行了改进。这是一项艰巨任务，因为P25的应用场合要比P15精加工区域和P35粗加工区域多出约1/3。

新型GC4225车削牌号较其上一代GC4025刀片更为多样化，能力也更强，可以在比从前更广的区域内由始至终采用P25牌号（ 对于一次性加工零件频繁变化的机加工车间来说，这项优势尤其重要），但却不会降低其在大批量加工中实现更高金属去除率的能力。

由于P25的车削范围很宽广，山特维克公司正在考虑开发几种控制磨损的机制。最理想的情况是，在所有工序中刀片只发生后刀面磨损。这是切削刃磨损较为‘自然’的方式，也是最具可预测性的切削刃磨损。如今，许多磨损机制都在互相影响，从而就限制了刀具的有效寿命，并经常导致刀片过早地崩刃。

GC4225牌号的问世，使山特维克公司朝着有效控制甚至完全抑制不希望的磨损类型的出现迈进了一大步。这样，后刀面磨损得到了更有效控制，而新型GC4225牌号刀片的寿命通常比旧版GC4025长一倍。

这种可预测的后刀面磨损代替其它更具破坏性的磨损机制已呈现一种趋势，来自加工车间的测试报告也证实了这一点。在可转位刀片方面，P25的车削范围正在发生明显的更新换代。

将改进刀片韧性和耐磨性结合起来，当然有助于提高GC4225牌号在所有应用中的表现。新牌号极大改善了刀片的刀口安全性，原因之一是改善了涂层对刀片的粘着力。在一些更苛刻的加工场合，如断续切削等，P25刀片的能力得到增强，其安全性也更高。另外，就刀片能力而言，刀刃抗变形的能力更强，刀片表面更不易形成月牙洼。

因此，新型GC4225 牌号不仅改善了P25应用范围中的表现性能，亦无疑正在逐步占领P15 和P35 应用范围中的市场份额。这种变化的一个例子是汽车曲轴加工。这是一项颇为困难的应用场合，通常刚好超出P25应用范围的极限。这些钢锻件经过车削加工，还需要进行断续切削。为确保安全和合理的刀具寿命，通常采用韧性大的P35牌号刀片（即采用GC4035）进行加工，刀具寿命为每刃44个零件。此场合也试用过GC4025 牌号的刀片，结果是，在加工14个零件后，就必须更换刀片。而最近，又在这种应用场合对新研制的GC4225； 牌号刀片进行了测试，一个刀片可车削41个零件，而磨损程度低于P35牌号。

上述例子表明，新型P25牌号GC4225； 刀片的能力得到了改进，能够承受因工件材质而引起的各种变化和满足更严峻场合下所提出的更高要求，因此具有更大的灵活性。另外，刀具寿命有更强的可预测性，使此刀片牌号应用更方便、更安全。新牌号刀片也更加耐用，部分原因是它的耐热性更好。它更能满足各种优化要求，更有助于在宽广的普通钢车削应用中提高生产效率。

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