车削加工铁基粉末冶金材质的零件如何选择刀具呢？粉末冶金材质是一种特殊的材料，很多机械制造厂都遇到此类材质的难加工问题，主要矛盾点集中在刀具不耐磨、加工效果不良等方面，要想解决粉末冶金（铁基、镍基）材料的机械加工选择刀具问题，首先要对粉末冶金材料非常了解，只有这样才能做出合适的刀具选择。
第一部分：铁基粉末冶金零件的特点
1、铁基粉末冶金零件的特点
粉末冶金其实是一种工艺技术，是将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）成型并烧结成材料，属于冶金和材料科学的分支，所以日常使用中常称此类材料为粉末冶金材料。但由于粉末冶金材料属于新工艺技术材料，所以每个厂家的材质配比都不相同，给加工带来了更多不确定性。以最常用的铁基粉末冶金零件为例，简述其特点和机械性能如下：
（1）多孔结构。多孔结构是粉末冶金（PM）零件的特性之一，对其加工性能优较大的影响，比如许多结构粉末冶金零件的孔隙率达15%-20%；过滤装置的粉末冶金零件孔隙率达50%；锻造粉末冶金零件的孔隙率为1%左右。增加材料的孔隙率可以提高零件的隔音性能，但是也给加工带来很大难题，孔隙率导致刀具切削刃容易疲劳，造成磨损加快，甚至出现崩刃；
（2）热导率低。粉末冶金材质的高孔隙率还降低了粉末冶金零件的热导率，由于切削温度非常高，易导致刀具磨损甚至变形，需要频繁换刀，或者引起零件报废。
（3）硬度高。粉末冶金零件热处理后变得更硬、更坚固，而且粉末冶金材质特殊再，它即使测得的宏观硬度在HRC20度左右，构成零件的颗粒硬度可能会高达HRC60度，这些硬客户里会导致严重的磨损。
第二部分：铁基粉末冶金车削加工刀具-CBN刀具
根据铁基粉末冶金材质的特性，目前在该领域应用较为成功的是立方氮化硼CBN刀具，CBN刀具在车削加工粉末冶金材料时，具有较高的耐磨性，可以获得更低的表面粗糙度（表面光洁度）。针对粉末冶金，采用BN-K50，BNK30，BN-K10，BN-H21（断续）材质CBN刀具，具体结构形式如下：
BN-K50材质CBN刀具车削铁基粉末冶金零件的优势
（1）精选优质CBN材料，良好的耐磨性可有效避免刀具急剧磨损；
（2）丰富的刃口处理实战经验，提高刀具寿命，减少毛刺；
（3）可获得Ra0.8以内的表面粗糙度，和稳定的尺寸精度；
CBN刀具车削铁基粉末冶金的切削参数
加工材质
推荐切削参数
CBN刀具牌号
切削线速度
Vc（m/min）
吃刀深度ap(mm)
进给量
Fr（mm/r)
粉末冶金零件
80-150(粗加工)
≥0.5mm
0.1-0.5
BNK30，BN-K10，BN-K50，BN-H21
90-350（精加工）
≤0.5mm
0.1-0.2
第三部分：CBN刀具车削铁基粉末冶金零的案例
1、CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金带轮的案例参数
侧重点在表面粗糙度和刀具使用寿命的提升。
工件名称：带轮
工件材质：粉末冶金（HRC38）
刀片型号：BN-K50 DCGW11T304
切削参数：Vc=150m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.2mm
加工方式：干式切削
刀具材质
表面粗糙度
刀具寿命
CBN刀具BN-K50材质
≤Ra0.8
450件
某品牌CBN刀片
Ra1.0
300件
2、CBN刀具BN-K10材质车削粉末冶金气门座圈的案例参数
侧重点在加工效率、刀具寿命和零件表面粗糙度方面的提升。
工件名称：气门座圈
工件材质：粉末冶金
刀片型号：BN-K10 CCGW060204
切削参数：Vc=160m/min，Fr=0.03mm/r，ap=0.05mm
加工方式：干式切削
刀具材质
切削速度
刀具寿命
表面粗糙度
CBN刀具BN-K10材质
160m/min
400件
≤Ra0.8
某品牌CBN刀片
130m/min
280件
Ra1.0
3、CBN刀具BN-H21材质加工粉末高速钢模具的案例参数
侧重点在效率和刀具寿命的提升。
工件名称：粉末高速钢模具（HRC65）
加工工况：强断续切削
刀片型号：BN-H21 CNGA120408
切削参数：Vc=35-60m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.15mm
加工方式：干式切削
刀具材质
刀具寿命
最终失效形式
CBN刀具BN-H21
5件
正常磨损
某日系品牌CBN刀片
＜1件
破损碎裂
4、CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金同步器齿毂案例参数
侧重点在刀具寿命的提高。
工件名称：同步器齿毂（端面和环槽加工）
工件材质：粉末冶金
刀片型号：BN-K50 DCGW11T304
切削参数：Vc=500m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.2mm
加工方式：干式切削
刀具材质
刀具寿命（件）
刀具寿命提高
CBN刀具BN-K50
145
45%
某品牌CBN刀片
100
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5、CBN刀具BN-K50切槽加工粉末冶金齿毂案例参数
侧重点在刀具寿命的提高。
工件名称：齿毂（切槽）
工件材质：粉末冶金
刀片型号：BN-K50
切削参数：Vc=125m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.2mm
加工方式：干式切削
刀具材质
刀具寿命（件）
刀具寿命提高
CBN刀具BN-K50
1500
67%
某品牌CBN机夹槽刀
900
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6、CBN刀具BNK30加工粉末冶金齿毂案例参数
侧重点在效率和刀具寿命的提升。
工件名称：变速箱齿毂（端面加工）
工件材质：粉末冶金
刀片型号：BNK30 CNGA120408
切削参数：Vc=200m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.25mm
加工方式：干式切削
刀具材质
刀具寿命（件）
效率
CBN刀具BNK30
700
提高2.5倍
涂层硬质合金刀片
60
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第四部分：总结展望
粉末冶金材料也在不断改进向更高级的新材料、新工艺发展，粉末冶金行业向高密度、高性能、高尺寸精度、低单位成本的趋势发展。
