刀具材料應(yīng)具備的性能

1、v刀具材料應(yīng)具備的性能v常用刀具材料的分類(lèi)v高速鋼v硬 質(zhì)合金v超硬刀具材料刀具材料 刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)效率、工件的加工精度、已加工表面質(zhì)量和加工成本等，所以正確選擇刀具材料是設(shè)計(jì)和選用刀具的重要內(nèi)容之一。 1.刀具材料應(yīng)具備的性能 金屬切削時(shí)，刀具切削部分直接和工件及切屑相接觸，承受著很大的切削壓力和沖擊，并受到工件及切屑的劇烈摩擦，產(chǎn)生很高的切削溫度。即刀具切削部分是在高溫、高壓及劇烈摩擦的惡劣條件下工作的。因此，刀具切削部分材料應(yīng)具備以下基本性能。（1） 硬度高 刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度。一般要求刀具材料的常溫硬度必須HRC62以上。（2） 足夠的強(qiáng)度和韌性

2、刀具切削部分的材料在切削時(shí)承受著很大的切削力和沖擊力，因此刀具材料必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性。（3） 耐磨性和耐熱性好 刀具在切削時(shí)承受著劇烈的摩擦，因此刀具材料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性。刀具材料的耐磨性和耐熱性有著密切的關(guān)系，其耐熱性通常用它在高溫下保持較高硬度的能力來(lái)衡量（熱硬性）。耐熱性越好，允許的切削速度越高。（4）導(dǎo)熱性好 刀具材料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率表示。熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量就容易傳散出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。（5）具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、熱處理性能、焊接性能等要好，且又要資源豐富，價(jià)格低廉。2. 常用刀具材料

3、刀具材料可分為工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬材料等五大類(lèi)。常用刀具材料的主要性能及用途見(jiàn)表1-1種類(lèi)常用牌號(hào)硬度HRC（HRA）抗彎強(qiáng)度（ GPa）熱硬性（C）工藝性能用途碳 素工 具鋼T8A、T10AT12A6064（ 8 1 83）2 . 4 5 2.752 0 0 250可冷熱加工成形，刃磨性能好用于手動(dòng)工具，如銼刀、鋸條、鏨子等合 金工 具鋼9 s i C r 、CiWMn6065（ 8 1 84）2 . 4 5 2.752 5 0 300可冷熱加工成形，刃磨性能好，熱處理變形小用于低速成形刀具，如絲錐、板牙、鉸刀等高 速鋼W9Mo3Cr4V、W6Mo5CrV26369（8287

4、）3.434.415 5 0 600可 冷 熱 加 工成 形 ， 刃 磨性 能 好 ， 熱處理變形小用于機(jī)動(dòng)復(fù)雜的中速刀具，如鉆頭、銑刀、齒輪刀具等硬質(zhì)合金（YG類(lèi)）K類(lèi)（YT類(lèi)）P類(lèi)（YW類(lèi)）M類(lèi)6981（8993）1.082.168 0 0 1100粉 未 冶 金 成形 ， 只 能 磨削 加 工 不 能熱 處 理 ， 多鑲 片 使 用 ，較脆 用于機(jī)動(dòng)簡(jiǎn)單的高速切削刀具，如車(chē)刀、刨刀、銑刀刀片陶瓷S G 4 、AT6（9394）15002100HV0 . 4 1.1151200壓 制 燒 結(jié) 成形 ， 只 能 磨削 加 工 ， 不需 熱 處 理 ，脆 性 略 大 于硬質(zhì)合金多用于車(chē)刀，適宜

5、精加工連續(xù)切削立 方碳 化硼（CBN）FD、LBN-Y73007400HV0.570.8112001500高溫高壓燒結(jié)成形，硬度高于陶瓷，極脆，可用金剛石砂輪磨削，不需熱處理用于加工高硬度、高強(qiáng)度材料（特別是鐵族材料）人 造金 剛石10000HV0.421.07 0 0 800硬度高于CBN，極脆用于有色金屬的高精度、低粗糙度切削，也用于非金屬精密加工，不切削鐵族金屬常用刀具材料的主要性能及用途(1)高速鋼 普通高速鋼 普通高速鋼指用來(lái)加工一般工程材料的高速鋼，常用的牌號(hào)有：a） W18Cr4V（簡(jiǎn)稱(chēng)W18） 屬鎢系高速鋼，具有較好的切削性能，是我國(guó)最常用的一種高速鋼。 b） W6Mo5Cr4

6、V2（簡(jiǎn)稱(chēng)M2） 屬鉬系高速鋼，碳化物分布均勻性、韌性和高溫塑性均超過(guò)W18Cr4V，但其磨削性能較差。c） W9Mo3Cr4V（簡(jiǎn)稱(chēng)W9） 是一種含鎢量較多，含鉬量較少的鎢鉬系高速鋼。其碳化物不均勻性介于W18和M2之間，但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度高于M2。具有較好的硬度和韌性，其熱塑性也很好。高性能高速鋼 高性能高速鋼是在普通高速鋼的基礎(chǔ)上，用調(diào)整其基本化學(xué)成分和添加一些其它合金元素（如釩、鈷、鉛、硅、鈮等）的辦法，著重提高其耐熱性和耐磨性而衍生出來(lái)的。它主要用來(lái)加工不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金和超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。普通高速鋼常見(jiàn)用途（2） 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是用高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物（WC

7、、TiC、NbC、TaC等）作硬質(zhì)相，用鈷、鉬或鎳等作粘結(jié)相，研制成粉末，按一定比例混合，壓制成型，在高溫高壓下燒結(jié)而成。 硬質(zhì)合金的常溫硬度很高（8993HRA，相當(dāng)于7882HRC）。耐熔性好，熱硬性可達(dá)8001000以上，允許的切削速度比高速鋼提高47倍，刀具壽命高58倍，是目前切削加工中用量?jī)H次于高速鋼的主要刀具材料。但它的抗彎強(qiáng)度和韌性均較低，性脆，怕沖擊和振動(dòng)，工藝性也不如高速鋼。我國(guó)目前常用的硬質(zhì)合金主要有以下三類(lèi)： 鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 由WC和Co組成，代號(hào)為YG。常溫硬度為8991HRA，耐熱性達(dá)800900，適用于加工切屑呈崩碎狀的脆性材料。常用牌號(hào)有YG3、YG6和YG8等，

8、其中數(shù)字表示含Co的百分比，其余為含WC的百分比。鈷在硬質(zhì)合金中起粘結(jié)作用，含Co愈多的硬質(zhì)合金韌性愈好，所以YG8適于粗加工和斷續(xù)切削，YG6適于半精加工，YG3適于精加工和連續(xù)切削。 鎢鈦鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 由WC、TiC和Co組成，代號(hào)為YT。此類(lèi)硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性（9001000）均比YG類(lèi)合金高，但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度降低。主要適于加工切屑呈帶狀的鋼料等韌性材料。常用牌號(hào)有YT30、YT15和YT5等，數(shù)字表示含TiC的百分比。故YT30適于對(duì)鋼料的精加工和連續(xù)切削，YT15適于半精加工，YT5適于粗加工和斷續(xù)切削。 鎢鈦鉭（鈮）鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 又稱(chēng)通用合金，由WC、TiC、TaC

9、（NbC）TCo組成，代號(hào)為YW。其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、耐熱性、高溫硬度和抗氧化能力都有很大提高。常用牌號(hào)有YW1和YW2，這兩種硬質(zhì)合金都具有YG類(lèi)硬質(zhì)合金的韌性，比YT類(lèi)硬質(zhì)合金的抗刃口剝落能力強(qiáng)。由于YW類(lèi)硬質(zhì)合金的綜合性能較好，除可加工鑄鐵、有色金屬和鋼料外，主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。（3） 其它刀具材料 陶瓷材料 陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔點(diǎn)都很高的Al2O3、Si3N4等氧化物、氮化物，再加入少量的金屬碳化物、氧化物或純金屬等添加劑。也是采用粉末冶金工藝方法經(jīng)制粉，壓制燒結(jié)而成。 陶瓷刀具有很高的硬度（9195HRA）和耐磨性，刀具耐用度高；有很好的高溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好。陶瓷刀具的最大缺點(diǎn)是脆性大，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度低，承受沖擊負(fù)荷的能力差。 主要用于對(duì)鋼料、鑄鐵、高硬材料（如淬火鋼等）連續(xù)切削的半精加工或精加工。 人造金剛石 人造金剛石是在高溫高壓和金屬觸媒作用的條件下，由石墨轉(zhuǎn)化而成。 金剛石刀具的性能特點(diǎn)是：有極高的硬度和耐磨性，切削刃非常鋒利，有很高的導(dǎo)熱性。但耐熱性較差，且強(qiáng)度很低。 主要用于高速條件下精細(xì)車(chē)削及鏜削有色金屬及其合金和非金屬材料。但由于金剛石中的碳原子和鐵有很強(qiáng)的化學(xué)親合力，故金剛石刀具不適合加工鐵族材料。 立方氮化硼（簡(jiǎn)稱(chēng)CBN） 是用六方氮化硼（俗稱(chēng)白石墨）為原料，