Halnn Cubic boron nitride(CBN) insert used for hard turning Gear after heat processing/heat treatment

With the development of the automotive industry,It required higher on quality and performance for the automotive gears and other parts,heat treatment processing was widely used in the automotive and other industries.

Part One The heat treatment processing technology of the auto gear

(1) Normalizing
1)Definition of normalizing:The metal heat treatment process technology of the work piece will be heated to Ac3 (Ac refers to the entire heating free ferrite into austenite finish temperature, generally between from 727℃ to 912 ℃) or Acm (Acm is the actual heating hypereutectoid fully austenitic steel critical temperature line) more than 30~50℃,holding this temperature for a while,then remove from the oven to the air,spray water or fog,or cooling. 
2) Purposes of normalizing :
3) Main application of normalizing:

①  low-carbon steel; 

② carbon steel; 

③ ftool steel,bearing steel,carburizing steel; 

④ steel castings; 

⑤ large forgings;  
⑥ ductile iron.
(2) quenching (quenching and tempering)
1) quenching definition:The composite heat treatment processing technology of the steel materials quenching and tempering (500°-650°). hardened and tempered steel is the steel needed quenching. It generally was the carbon-carbon structural steel and alloy steel.
2) quenched applications:
(3) Carburizing
1) Definition:The process to make the carbon atoms into the steel surface layer.
2) Purposes:Getting a high surface hardness, high wear resistance and fatigue strength,  make the work piece can stand shock loads, in order to extend the life of the part.
3) Applications:the material of the carburizing parts is generally used in low-carbon steel or carbon steel (carbon content less than 0.25%).Carburizing process is widely used in aircraft,automobiles and tractors and other mechanical 
parts,such as automotive gear,cam shaft and so on.

Part Two The material selection and processing of automobile gear

1) Material for automotive gears: automotive transmission gears, drive axle pinion gear, differential gear drive and others often used 20CrMoTi,20CrMo;automotive crankshaft timing gear often used 35,40,45 or 40Cr;car starter gear often using 15Cr, 20Cr,20CrMo,15CrMnM,20CrMnTi .
2) Process for Automobile Gears: processing of transmission gear 20CrMnTi material:cutting-Forged-normalizing -machining -carburizing - quenching and tempering- 
3) The hardness and Performance after heat treatment of the Automotive gear 

Part Three how to choose the inserts for machining the Automotive Gear after heat treatment

The automotive gear After heat treatment need finishing.So it is important for choosing the inserts for this. Halnn CBN insert is a good choice,it is efficiency and save processing costs.

Currently,the inserts material for processing automotive gear after heat treatment has carbide tools, ceramic cutting tools and cubic boron nitride cutting tools (CBN tool).Select the appropriate tool material finishing automobile gear according to the hardness after heat treatment of automobile gear.

(1)Processing the hardness under HRC45 of the automotive gear after heat treatment:It is better to choose carbide inserts.


(2)Processing the hardness over HRC45 of the automotive gear after heat treatment:You can also choose a ceramic cutting tools and cubic boron nitride cut-ting tools (CBN tools)If the hardness was between 45HRC and 50HRC, ceramic tool is a better choice.Forhardness above HRC50 after heat treatment and the presence of intermittent automotive 

Part Four The parameters of Halnn CBN inserts for finishing process the auto gears

Halnn superhard inserts company research three kinds of CBN inserts for finishing automotive gear: BN-H10,BN-H20 and BN-S20 CBN insert.

The condition of automobile gears processing and working	Insert Grade	Suitable Cutting Parameters
		ap(mm)	Fr(mm/r)	Vc(m/min)
Continuous turning	BN-H10	0.2	0.1	180
Semi-interrupted turning	BN-H20	0.25	0.1	120
Heavy interrupted turning	BN-S20	2.5	0.12	90

In order to getting higher hardness,better wear resistance and fatigue resistance are needed when machining the auto gear parts.People usually use heat treatment to raise those performance.The gears parts which needed heat treatment include:high speed gear of the ehicle drive axle,transmission gears,engines gear and others.The Heat Treatment technology of Automotive gear usually use normalizing,quenching(quenching and tempering),carburizing and other technology.Now we will introduce the purpose and scope of application automobile gear heat treatment process in brief as follows:

①remove the internal stress of the material; 

② increase the hardness of the material.

①  low-carbon steel; 

② carbon steel; 

③ ftool steel,bearing steel,carburizing steel; 

④ steel castings; 

⑤ large forgings; 

The work piece after quenching is not only has a high strength but also has a good ductility and toughness,good abrasion resistance,anti-bending performance.It is usually used in various machine structures and institutions,such as shafts,connecting rods,bolts,gears and other machine tools,automobiles and tractors and other manufacturing industry using very common.Especially for the large parts in the heavy machinery manufacture.

Shot-Grinding-assembly.Processing of automotive crankshaft 40Cr material:Cutting-Forged-normalizing-rough-surface hardening and tempering - finishing.

① high bending fatigue strength and contact fatigue strength (resistance to fatigue pitting)② tooth surface with high hardness and wear resistance

③The heart of gear unit has enough strength and toughness. 

Hardness: 

①20CrMnTi material, 20CrMo gear: the tooth surface hardness: 58-64HRC,core hardness: HRC32-45 after heat treatment

②35,40,45  hardness 149-179HB after heat treatment,

③40Cr steel: the hardness is 207-241HBafter heat treatment ;

The automotive gear After heat treatment need finishing.So it is important for choosing the inserts for this.Halnn CBN insert is a good choice,it is efficiency and save processing costs.

Currently,the inserts material for processing automotive gear after heat treatment has carbide tools, ceramic cutting tools and cubic boron nitride cutting tools gear,Halnn superhard cubic boron nitride(CBN) cutting tools is the best choice.Halnn cubic boron nitride cutting tools using non-metallic (ceramic) as  a binder,adding more toughness than the ordinary CBN tool,it can not only improve the processing efficiency but also reduce the processing costs.

BN-H10 and BN-H20 belong to welding CBN inserts,BN-H10 is suitable for continuous processing,BN-H20 suit for semi-interrupt turning,BN-S20 belong to the Solid CBN insert,not only can finish turning automotive gears, but also the processing of large deformation of gear tooth surface,It has a high hardness,wear resistance and impact resistance.

PS:Hardness comparison: BN-S20 >BN-H10 >BN-H20; 

Toughness comparison: BN-S20 >BN-H20>BN-H10.

Any questions ,you can feel free to contact with us:halnntools@gmail.com,skype:cbn_inserts_angels