32刀具材料

一、刀具材料的基本要求(1)高的硬度。60HRC以上(2)高的耐磨性。(3)高的耐热性。(4)足够的强度和韧性。(5)良好的工艺性和经济性。(6)良好的热物理性能和耐热冲击性能。2.2刀具材料二、常用刀具材料常用的刀具材料有:工具钢；硬质合金；陶瓷和超硬刀具材料。机械加工使用最多的是高速钢和硬质合金，推广使用陶瓷和超硬刀具材料。(1)高速钢的分类按用途可分为：通用高速钢和高性能高速钢。按制造工艺可分为：熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和表面涂层高速钢。按基本化学成分可分为：钨系和钼系。(2)常用高速钢的牌号与性能高速钢是一种综合性能良好的刀具材料。1)通用型高速钢。2)高性能高速钢。3)粉末冶金高速钢。1)通用型高速钢W18Cr4V(18—4—1)：具有较好的综合性能和可磨削性能,可制造各种复杂刀具和精加工刀具.W6Mo5Cr4V2(6—5—4—2)：以Mo代W，钢中碳化物分布均匀，提高了热塑性、抗弯强度与韧性。W9Mo3Cr4V(9—3—4—1)：是对6—5—4—2的改进的钨钼系高速钢，特别适合我国资源情况。2)高性能高速钢高性能高速钢：在通用型高速钢中增加碳、钒、钴或铝等合金元素，提高常温硬度、耐磨性及热稳定性。用于加工不锈钢、高温合金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。典型牌号有：钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8)铝高速钢(W6Mo5Cr4V2Al)3)粉末冶金高速钢用粉末冶金方法制造的高速钢,克服了一般铸锭方法产生的粗大的共晶偏析,热处理变形小,耐磨性好,可切削各种难加工材料。2.硬质合金硬质合金是由高硬度和高熔点的金属碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工艺制成。硬质合金刀具常温硬度高，化学稳定性好，热稳定性、耐磨性、耐热性好。硬度为74~82HRC,能耐850~1000°C的高温,硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢刀具高5～l0倍。但刃磨不易锋利，抗弯强度、韧性差。(1)钨钴类硬质合金代号为YG。(WC+Co)合金中含钴量愈高，韧性愈好，适合于粗加工，反之用于精加工。YG类硬质合金相对YT类来说，有较好的韧性、磨削性、导热性，适合于加工产生崩碎切屑及有冲击载荷的脆性金属材料。如：铸铁、有色金属等。YG3（精）YG8（粗）(2)钨钛钴类硬质合金代号为YT。以WC为基体，添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成。(WC+TiC+Co)合金中含钴量愈高，韧性愈好，适于粗加工，反之用于精加工。合金中TiC含量提高，硬度、耐磨性和耐热性提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性明显下降。适合加工钢类。1Cr18Ni9Ti除外。YT30（精）YT5（粗）(3)钨钛钽(铌)类硬质合金(WC+TiC+TaC(NbC)+Co)代号为YW(万能类)。在YT类硬质合金中加入TaC或NbC，提高了抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度等。它既适用于加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。3．涂层刀具材料在韧牲较好的刀具基体上，涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既提高了刀具材料的耐磨性，又不降低其韧性。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3及其复合材料等。三、新型刀具材料(1)陶瓷刀具材料(2)金刚石刀具材料(3)立方氮化硼(1)陶瓷刀具材料陶瓷刀具材料是以氧化铝或氮化硅为基体添加少量金属，经高温烧结而成的刀具材料。优点：硬度高，耐磨性好，高温切削性能优良，化学稳定性和抗氧化性良好，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强，切削速度比硬质合金刀具高2—5倍。缺点：脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制，可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。(2)金刚石刀具材料金刚石硬度极高，耐磨性好，切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，可用于加工硬质合金、陶瓷等材料，也可用于加工石材、压缩木材、玻璃等高硬度的非金属材料和有色金属。缺点：热稳定性差、强度低、脆性大，对振动敏感，只宜微量切削，与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工钢材。(3)立方氮化硼立方氮化硼(CBN)由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。它有很高的硬度及耐磨性，热稳定性好，耐高温，化学惰性大，与铁系金属在高温下不易起化学反应，导热性好，摩擦系数低。可用于高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等难加工材料的加工。各类刀具材料的使用范围选用刀具材料的注意点加工一般材料：选用普通高速钢及硬质合金；加工难加工材料：选用新牌号刀具或高性能高速钢；加工高硬度材料或精密加工：选用超硬材料。小结:1.刀具材料应具备的性能2.掌握高速钢、硬质合金材料的性能特点3.了解新型刀具材料