铁基粉末冶金技术是一门生产近终形或终形粉末冶金结构零件的工艺。用粉末冶金制造铁基零件，特别是形状复杂、尺寸公差精密的结构零件，省材、省能，不需要或只需要少量切削加工，价格低廉，产品质量均一，特别适合于大批量生产。

  铁基粉末冶金广泛应用于交通、纺织机械，电动工具，五金工具，电器、工程机械等行业，如气门座圈，带轮，齿轮，滑块，异形件等。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。具体如何选择刀具加工铁基粉末冶金零件呢？

铁基粉末冶金零件的加工工艺

  铁基粉末冶金的加工工艺路线为：原材料的准备—成型—烧结—后序处理—切削加工—成品。

  原材料的准备：就是将所需要的合金粉末或其他成本的添加剂混合，现有的粉末冶金制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

  成型：粉末在15-600MPa压力下，压成所需形状。成型有热压和冷压，目的是获得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

  烧结：在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。

  烧结后的处理：可以根据产品要求的不同进行处理，如某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件要进行烧结后处理。后序处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。

  切削加工：一般情况下，烧结好的工件可直接使用。对于尺寸和精度要求高的工件需进行精加工，保证图纸要求尺寸和精度，一般采用BN-K50，BN-K10，BN-H21材质对铁基粉末冶金零件进行车削加工。

  成品：经过切削加工之后，得到图纸要求尺寸和精度成为成品。 

铁基粉末冶金零件加工难点及CBN刀具优势

1、铁基粉末冶金零件的加工难点

  （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。

2、加工铁基粉末冶金零件的CBN刀具优势

  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，具体优势如下：

  （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；

3、CBN刀具加工铁基粉末冶金零件的切削参数

  铁基粉末冶金零件加工余量＞0.5mm，切削速度控制在80-150m/min之间，如加工余量＜0.5mm，切削速度在90-350m/min之间，进给量控制在0.1-0.5mm/r之间。 

CBN刀具加工铁基粉末冶金零件的案例参数

1、CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金带轮的案例参数

        工件名称：带轮

        工件硬度：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

    加工效果：BN-K50材质的刀具寿命相比某品牌CBN刀具提高50%。

2、CBN刀具BN-K10材质加工粉末冶金气门座圈的案例参数

        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

    加工效果：BN-K10材质CBN刀具相比某品牌CBN刀具效率提高23%，刀具寿命提高40%。

3、CBN刀具BN-H21材质加工粉末高速钢模具的案例参数

        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

    加工效果：BN-H21材质刀具相比某品牌CBN刀具寿命提高5倍，强断续切削不崩刀。

4、CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金同步器齿毂案例参数

        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

    加工效果：BN-K50材质刀具寿命相比其他品牌CBN刀具提高45%。

总结

随着粉末冶金材料的不断更新，加工铁基粉末冶金零件的刀具材料也在不断发展，从最初的合金刀具到涂层硬质合金刀片，又到现在的CBN刀具。CBN刀具是目前加工铁基粉末冶金零件的理想刀具，未来也将不断研发新的材质来满足粉末冶金行业的需求。