金屬切削刀具材料的選擇

PAGEPAGE4金屬切削刀具材料的選擇金屬切削加工時利用刀具切除被加工零件多余材料從而獲得合格零件的加工方法，它是機(jī)械制造業(yè)中最基本的方法。而在金屬切削加工中，刀具是必不可少的一部分，而刀具材料的選擇更是重要的一部分。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械加工的切削刀具對于提高生產(chǎn)效率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。由于目前國家各工廠所應(yīng)用的刀具材料非常復(fù)雜，又由于刀具材料的性能優(yōu)劣能夠影響加工零件表面的切削效率，刀具壽命等，而在金屬切削過程中刀具切削部分在高溫下承受著很大的切削力與劇烈摩擦，所以為了提高工件表面質(zhì)量，刀具壽命及切削效率因此刀具材料應(yīng)具備以下性能：①高的硬度和耐磨性②足夠的強(qiáng)度和韌性③高的耐熱性④良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性⑤好的導(dǎo)熱性和小的膨脹系數(shù)。因此面對刀具所應(yīng)具備的性能，刀具材料選擇時很難找到各方面的性能都是最佳的，因為各種材料性能之間有的是相互制約的，面對如此情況只能根據(jù)工藝的需要保證主要需求性能。當(dāng)前使用的刀具材料主要分為四大類：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬質(zhì)刀具材料，一般的機(jī)加工使用最多的是高速鋼與硬質(zhì)合鋼。工具鋼用來制造刀具的工具鋼主要有三種即碳素工具鋼，合金工具鋼和高速鋼。工具鋼的主要特點是耐熱性差但抗彎強(qiáng)度高，價格便宜焊接與刃磨性能好故廣泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。⑴碳素工具鋼碳素工具鋼按化學(xué)成分分類，碳素工具鋼負(fù)屬于非合金鋼，按主要質(zhì)量等級和主要性能及使用特性分類，碳素工具鋼屬于特殊質(zhì)量非合金鋼，碳素工具鋼常用于制作刀具、模具和量具的碳素鋼，其加工性良好價格低廉，使用范圍廣泛所以它在工具鋼中用量較大。由于碳素工具鋼生產(chǎn)成本極低，原材料來源方便易于冷熱加工，在熱處理后可獲得相當(dāng)高的硬度，由于碳素工具鋼在切削溫度高于250～300℃時，馬氏體要分解，使得硬度降低，碳化物分布不均勻，淬火后變形較大，易產(chǎn)生裂紋，淬透性差，淬硬層薄所以只適于用于切削速度很低的刀具，如銼刀、手用鋸條等。⑵合金工具鋼合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加熱鉻、鎢、釩等合金元素，以提高淬透性，韌性，耐磨性和耐熱性的一類鋼種，它主要用于制造量具、刀具、耐沖擊工具和冷熱模具及一些特殊用途的工具。由于合金工具鋼熱硬性達(dá)325～400℃，允許切削速度為10～15m/min，所以其目前主要用于低速工具如絲錐、板牙等⑶高速鋼高速鋼是含有W、Mo、Cr、V等元素較多，具有高硬度，高耐磨性的工具鋼，又稱高速工具鋼為白鋼或鋒鋼。高速鋼的綜合性能較好，應(yīng)用范圍最廣的一種刀具材料，因此主要用來制造復(fù)雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等，高速鋼經(jīng)過熱能優(yōu)越，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，已經(jīng)從金屬加工發(fā)展到光學(xué)玻璃加工，石材加工，陶瓷加工等傳統(tǒng)加工難進(jìn)行的領(lǐng)域?qū)Ω鞣N工業(yè)的發(fā)展將起到巨大推動作用。隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的日新月異，機(jī)械材料