數(shù)控機(jī)床的刀具材料-資料下載頁
2025-08-04 00:30本頁面
【正文】 質(zhì)合金 在WC基合金中，添加少量的稀土元素，可以有效地提高合金的韌性和抗彎強(qiáng)度，并使耐磨性有所提高。這是因為稀土元素的存在，改善了碳化物固镕體對粘結(jié)相的濕潤性，并強(qiáng)化了硬質(zhì)相與粘結(jié)相。這類合金最適用于粗加工牌號，生產(chǎn)成本提高不太多。目前雖尚處于研究階段，但頗有發(fā)展前途。 6．高速鋼基硬質(zhì)合金 這種材料是以TiC或WC作硬質(zhì)相(占30％—40％)，以高速鋼作粘結(jié)相(占60％—70％)，用粉末冶金工藝制成的。其性能介于硬質(zhì)合金與高速鋼之間，具有良好的耐磨性和較好的韌性；而且能夠接受鍛造、熱處理和切削加工，具有較好的工藝性。高速鋼基硬質(zhì)合金可以用來制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的刀具，如鉆頭、銑刀等。 附錄2列出了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所規(guī)定的硬質(zhì)合金的類別、代號、成分及性能。附錄3列出了世界各國硬質(zhì)合金牌號的近似對照。一、陶 瓷 按化學(xué)成分，刀具用陶瓷可以分為： 主要用A1203加微量添加劑(如MgO)，經(jīng)冷壓燒結(jié)而成，是一種廉價的非金屬刀具材料?！?40—50kgf／mm2)，硬度HRA91—92。由于抗彎強(qiáng)度過低，尚難以推廣應(yīng)用。 2．復(fù)合氧化鋁陶瓷 在A1203基體中添加某些高硬度、難熔碳化物(如TiC)，并加入—些其他金屬(如鎳、鉬)進(jìn)行熱壓，(80kgf／mm2)以上，硬度達(dá)到HRA93—94。 陶瓷有很高的高溫硬度，在1200℃高溫時，硬度尚能達(dá)HRA80。若是硬質(zhì)合金，在這樣的高溫下，已喪失切削能力。另外，陶瓷的化學(xué)惰性大，和被加工金屬親和作用小。但陶瓷的嚴(yán)重缺陷是抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性很差，對沖擊十分敏感。因此，目前主要用于各種金屬材料(鋼、鑄鐵、高溫合金等)的精加工和半精加工。對淬硬鋼、冷硬鑄鐵的車削、銑削特別有效，其耐用度、加工效率和已加工表面質(zhì)量常高于硬質(zhì)合金刀具。隨著陶瓷材料制造工藝的改進(jìn)(如熱壓)，采用更細(xì)更純的A1203粉末，剛某些金屬碳化物、氧化物，將有利于抗彎強(qiáng)度的提高，從而可擴(kuò)大其使用范圍。 在A1203基體中加入SiC或ZrO2晶須而形成的晶須陶瓷，韌性有明顯提高，切削性能得到改善。 3．復(fù)合氮化硅陶瓷 在Si3N4基體中添加TiC等化合物和金屬Co等進(jìn)行熱壓，可以制成復(fù)合氮化硅陶瓷。它的機(jī)械(力學(xué))性能與復(fù)合氧化鉛陶瓷相近。氮化硅陶瓷能有效地切削冷硬鑄鐵和淬硬鋼，切削一般鋼材效果不顯著。國外有一種賽隆(sialon)陶瓷，成分為Si3N4十A1203十Y203，也屬于氮化硅基系列陶瓷，它加工鎳基高溫合金和鑄鐵效果很好。由于陶瓷的原料在自然界容易得到，因而是一種極有發(fā)展前途的新型刀具材料。 二、金 剛 石 金剛石分天然和人造兩種，是碳的同素異形體。金剛石硬度極高，接近于HVl0000(硬質(zhì)合金僅為HVl300—1800)，是目前已知的最硬物質(zhì)。天然金剛石的質(zhì)量好，但價格昂貴。 人造金剛石是在高壓高溫條件下，借助于某些合金的觸媒作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成。用專用設(shè)備壓制出的單晶金剛石，可以制造金剛石砂輪。金剛石砂輪是磨削高硬度脆性材料(如硬質(zhì)合金)的特效工具。切削加工用的聚晶金剛石刀片是單晶金剛石經(jīng)第二次壓制形成的。 金剛石刀具既能勝任陶瓷、高硅鋁合金、硬質(zhì)合金等高硬度耐磨材料的切削加工，又可切削其他有色金屬及其合金，使用壽命極高。但它不適合加工鐵族材料，因為金剛石中的碳元素與鐵元素有很強(qiáng)的化學(xué)親和性，因而碳元素極易向含鐵的工件擴(kuò)散，使合剛石刀具很快 磨損。而且當(dāng)切削溫度高于700℃時，碳原子即轉(zhuǎn)化為石墨結(jié)構(gòu)而喪失了硬度。 金剛石刀片的切削刃可以磨得很鋒利，可對有色金屬進(jìn)行精密和超精密的高速切削，加工表面粗糙度Ra可達(dá)0．01—0．1μm。 金剛石萬片除可用機(jī)械夾固或粘接方法固定在刀桿上使用外，形成復(fù)合聚晶金剛石刀片。目前，金剛石復(fù)合刀片在鉆探工具、石材的鋸切工具及加工有色金屬的切削刀具上應(yīng)用較廣。 三、立方氮化硼 氮化硼的性質(zhì)與形狀同石墨很相似。石墨經(jīng)高溫高壓處理轉(zhuǎn)化為人造金剛石，用類似的手段處理六方氮化硼就能得到立方氮化硼(CBN)。立方氮化硼是六方氮化硼的同素異形體，是人類已知的硬度僅次于金剛石的物質(zhì)。兩者性能比較列于表2—8。 立方氮化硼的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性大大優(yōu)于金剛石。在空氣中，人造金剛石在700— 800℃時即石墨化，而立方氮化硼可耐1300—1500℃的高溫，在這樣的溫度下也不發(fā)生顯著的相交，從而保持其硬度。 聚晶立方氮化硼刀片可用機(jī)械夾固或焊接的方法固定在刀柄上。也可以將立方氮化硼與硬質(zhì)合金壓制在一起成為復(fù)合刀片，能以加工普通鋼和鑄鐵的切削速度切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，從而大大提高生產(chǎn)率。當(dāng)用以精車淬硬零件時，其加工精度與表面質(zhì)量足以代替磨削。 聚晶立方氮化硼刀具能用金剛石砂輪磨削，而聚晶金剛石刀具的磨削則要困難得多。9 /
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