工程材料與成形工藝基礎(chǔ)第十一章2切削刀具及其材料(已修改)
2025-02-01 04:45 本頁面
【正文】 第二節(jié) 金屬切削刀具 一、刀具材料 金屬切削過程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削性能。 刀具材料 (cutting tool materials)在切削時(shí)要承 受高溫、高壓、摩擦、沖擊、振動，金屬切削 過程中的加工質(zhì)量、加工效率、加工成本，在很 大程度上取決于刀具材料的合理選擇。 1. 刀具材料應(yīng)具備的性能 （ 1）較高的硬度和耐磨性 （ 2）足夠的強(qiáng)度和韌性 （ 3）較高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性 （ 4）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等 良好的工藝性 2. 常用刀具材料 工具鋼 碳素工具鋼、 合金工具鋼、 高速鋼。 硬質(zhì)合金 鎢鈷類硬質(zhì)合金、 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金。 新型刀具材料 涂層刀具、 陶瓷刀具、 天然金剛石、 聚晶金剛石、 立方氮化硼等。 1）碳素工具鋼和合金工具鋼 ? 碳素工具鋼 （ carbon tool steel） ：含碳量較高的優(yōu)質(zhì)鋼 (含碳量為 %～ %，淬火后硬度較高、價(jià)廉，但耐熱性較差。 牌號有 TT T T T12A等。 ? 合金工具鋼 （ alloy tool steel） ： 在碳素工具鋼中加入少量的 Cr、 W、 Mn、 Si等元素而形成的，可適當(dāng)減少熱處理變形和提高耐熱性。 常用牌號有 9CrSi、 CrWMn等。 ? 由于這兩種刀具材料的 耐熱性較低 ，常用來制造一些 切削速度不高的手工工具，如銼刀、鋸條、鉸刀、絲錐、板牙 等，較少用于制造其它刀具。 2） ． 高速鋼 ?高速鋼（ highspeed steel）是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金鋼。 ?熱處理后硬度可達(dá) 63～ 69HRC, 抗彎強(qiáng)度約， 有較高的熱穩(wěn)定性 、耐磨性 、耐熱性。切削溫度在 500～ 650176。 C時(shí)仍能進(jìn)行切削。允許的切削速度為 40m／ min左右， ?適合于制造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、鉆頭、插齒刀、剃齒刀、螺紋刀具和拉刀等。 ?常用的牌號有 W18Cr4V和 W6M05Cr4V2等。 ?硬質(zhì)合金 （ carbides） 是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物(碳化鎢 WC、 碳化鈦 TiC、 碳化鉭 TaC、 碳化鈮 NbC等 )和金屬粘結(jié)劑 (Co、 Mo、 Ni等 )用粉末冶金工藝制成。 ?硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為 87～ 92HRA， 化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達(dá) 800～ 1000176。 C。 硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度可達(dá) 100300m／ min，甚至更高，比高速鋼刀具高 4～ 10倍 。 ?但彎曲強(qiáng)度、沖擊韌性均較高速鋼低，相當(dāng)于高速鋼的 1／4～ 1／ 3和 1／ 2～ l／ 4，工藝性也不如高速鋼。 ?常制成各種型式的刀片，焊接或機(jī)械夾固在車刀、刨刀、端銑刀等的刀柄 (刀體 )上使用。 3） ． 硬質(zhì)合金 ?鎢鈷類 （ WC+Co） ； YG,屬 K類 ?鎢鈦鈷類 （ WC+TiC+Co） ； YT,屬 P類 ?鎢鈦鉭 （ 鈮 ） 類硬質(zhì)合金 （ WC+TiC+TaC+（ NbC） +Co） :YW， 屬 M類 硬質(zhì)合金的分類 4） 涂層刀具材料 通過氣相沉積或其它技術(shù)方法，在韌牲較好的刀具基體上，涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌性。常用的涂層 (coated)材料有TiC、 TiN、 Al203及其復(fù)合材料等 , 涂層厚度隨刀具材料不同而異。 （ 1） TiC涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦膜，減小摩擦及刀具磨損。 （ 2） TiN涂層 在高溫時(shí)能產(chǎn)生氧化膜，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小，抗粘結(jié)性能好，并能有效降低切削溫度。 （ 3） TiC—TiN復(fù)合涂層 第一層涂 TiC， 與刀具
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