隨著現代技術的不斷髮展，越來越多的冷硬鑄鐵出現，由於冷硬鑄鐵脆而硬，比較難加工，所以選擇的刀具材料很重要。隨著刀具行業的發展，目前，硬質合金刀具和陶瓷刀具加工冷硬鑄鐵刀具常出現不耐磨或者崩刀現象。直到後來，研製出超硬刀具BN-K1（立方氮化硼刀具），才使加工冷硬鑄鐵得到有效的解決。
下面就詳細的介紹以下冷硬鑄鐵的特點及如何選擇刀具材料加工冷硬鑄鐵。
工具/原料
硬質合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具BN-K1
冷硬鑄鐵，車床，刀具及量具
方法/步驟
一、冷硬鑄鐵的簡介
冷硬鑄鐵是在鑄型中放置冷鐵，以加快鑄件的冷卻速度而得到的，也稱激冷鑄鐵。與冷鐵相接觸的鑄鐵表面層由於冷卻速度較快，故鑄鐵組織在一定厚度內屬於白口，因而硬度較高，耐磨性好；而遠離冷鐵的深層部位，由於冷卻速度較小，得到的組織為灰口；在白口和灰口之間的過渡區域呈麻口。冷硬鑄鐵的典型化學成分為：C含量3%～3.5%，Si含量0.5%～0.7%，Mn含量0.5%～0.7%，P含量<0.4%，S含量<0.07%。
冷硬鑄鐵的特點是外硬內韌，表面部分發生白口化，硬度和耐磨性大大提高，內部仍保持灰口組織，以防整體脆化。冷硬鑄鐵適用於摩擦條件下無磨粒作用場合的零件，零件除了滑動外還包括程度不同的滾動運動。要求零件工作面有較高硬度，良好的耐磨性，又要求工件有足夠高的強度和韌性，所以一般用於製造軋輥、車輪等零件。
以冷硬鑄鐵材質軋輥為例，冷硬鑄鐵軋輥按白口層基體組織的類型可分為普通冷硬鑄鐵軋輥和合金冷硬鑄鐵軋輥，合金冷硬鑄鐵軋輥又包括低合金冷硬鑄鐵鑄輥，中合金冷硬鑄鐵軋輥和高合金冷硬鑄鐵軋輥三類，以下是冷硬鑄鐵軋輥的圖片。
二、冷硬鑄鐵難加工的特點：
(1)冷硬鑄鐵是典型的硬脆材料，表面硬度很高。粗加工時，單位切削力達3000MPa，強烈的衝擊極易引起振動，加劇刀具的磨損。
(2)冷硬鑄鐵具有高硬度和較高的熱強度。特別是大件，切削時刀具連續工作時間長，刀具的溫度很高，容易出現刀體變形或焊接刀片開焊的現象而使刀具損壞。
(3)冷硬鑄鐵表層組織為白口，性質硬而脆，當刀具切入或切出時，容易出現崩邊現象，造成廢品或損壞刀具。
(4)冷硬鑄鐵常被用來製作各種軋輥，結構尺寸大，加工餘量也大，車削時要採用較大的切削深度和進給量，對刀具的強度和工藝系統剛性要求較高。
三、加工冷硬鑄鐵的刀具材料選擇
冷硬鑄鐵表層硬度達HRC60左右，硬度高、脆性大，且工件表面硬質點和夾砂較多，所以要求刀具材料紅硬性高、耐衝擊、耐磨性好、抗彎強度高、導熱係數大。因此選擇刀具①硬質合金刀具：由於材質的特性硬質合金刀體自身的硬度在HSD100左右，由於被加工件要與刀塊之間存在一定的落差方可進行加工，因此適合加工範圍即為硬度較低的球墨鑄鐵（HSD70以下），如果加工硬度達到HSD85左右的冷硬鑄鐵，就幾乎無法加工。②陶瓷刀具：由於陶瓷刀具脆性大，橫向斷裂強度低，承受衝擊載荷能力弱，所以在切削硬度低於HRC55以下和採用小進給量時，可以選擇陶瓷刀具加工，但鑄件毛坯一般伴隨著沙眼，包砂等鑄造缺陷，使用陶瓷刀具時容易崩刀。③超硬刀具（立方氮化硼刀具）BN-K1：BN-K1超硬刀具具有較好的切削性能，較好的硬度，抗斷裂性和耐磨性，刀具能夠大幅度的提高冷硬鑄鐵表面的切削效率，其切削效果明顯高於其他刀具材料。BN-K1立方氮化硼刀具相比於硬質合金刀具硬度高，耐磨性好，立方氮化硼刀具的缺點和陶瓷刀具一樣脆性大，但BN-K1採用了非金屬粘合劑和立方氮化硼精粉製作，增加了刀具的韌性，與陶瓷刀具相比抗衝擊性能強，耐崩損性優異。BN-K1的優勢及適合加工材質如下表。
BN-K1刀具除了適合冷硬鑄鐵軋輥加工外，也適合其冷硬鑄鐵零件如氣門挺杆、氣門挺柱等；也用於其他高合金鑄鐵零件有飛輪，工業泵，缸套等；也合適高錳鋼等耐熱耐磨鋼零件的加工。在此類高硬度鑄造件切削加工時，BN-K1均能表現出比硬質合金材料刀具和陶瓷刀具優異的耐崩損性及高溫抗斷裂性。
四、超硬刀具BN-K1加工冷硬鑄鐵軋輥案例：
車削冷硬鑄鐵軋輥時，因軋輥硬度較高，軋輥毛坯一般伴隨著氣孔，沙眼，包砂等鑄造缺陷，對刀具的抗衝擊性、耐高溫、耐磨損性能要求很高。加工此類軋輥常用超硬刀具BN-K1。此保持了CBN刀具硬度及耐磨性能優異之外，抗衝擊韌性較好，不宜崩損，可對軋輥拉荒粗車，是目前最抗衝擊的高硬度超硬刀具。此能承受較大的切削深度，金屬切除率高。
以加工鎳鉻合金鑄鐵軋輥為例（如右圖）
軋輥硬度：HSD80
刀具：BN-K1
切削參數：ap=4mm； Fr=1mm/r； Vc=55m/min
切削方式：乾式切削。
BN-K1與陶瓷刀具的對比效果如下：由圖片可以看出：BN-K1立方氮化硼刀具和某歐系品牌陶瓷刀片在同樣的切削速度和背吃刀量情況下，BN-K1立方氮化硼刀具的進給量要比陶瓷刀片的進給量大2倍，並且在進給量大2倍的情況下單片壽命還是陶瓷刀片的6倍，提高了加工效率，節約了加工時間。
