數(shù)控刀具材料的選用-資料下載頁(yè)
2025-08-04 02:03本頁(yè)面
【正文】 合理匹配，切削刀具材料與加工對(duì)象的匹配，主要指二者的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能相匹配，以獲得最長(zhǎng)的刀具壽命和最大的切削加工生產(chǎn)率。表331各種刀具材料的主要性能指標(biāo)種類密度／(g／cm)耐熱性／℃硬度抗彎強(qiáng)度/MPa熱導(dǎo)率／[W／()]熱膨脹系數(shù)106/0C聚晶金剛石～700～8009000HV600～1100210聚晶立方氮化硼～1300～15004500HV500～800130陶瓷刀具～12009l～95HRA700～1500～～硬質(zhì)合金鎢鈷類～80089～1000～2350～3～鎢鈷鈦類～90089～800～1800～62．8通用合金～1000～1100～TiC基合金～110092～1150～1350高速鋼～600～70062～70HRC2000～4500～8～121．切削刀具材料與加工對(duì)象的力學(xué)性能匹配切削刀具與加工對(duì)象的力學(xué)性能匹配問(wèn)題主要是指刀具與工件材料的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能參數(shù)要相匹配。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。①刀具材料硬度順序?yàn)椋航饎偸毒吡⒎降鸬毒咛沾傻毒哂操|(zhì)合金高速鋼。②刀具材料的抗彎強(qiáng)度順序?yàn)椋焊咚黉撚操|(zhì)合金陶瓷刀具金剛石和立方氮化硼刀具。③刀具材料的韌度大小順序?yàn)椋焊咚黉撚操|(zhì)合金立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具來(lái)加工，刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬質(zhì)合金中含鈷量增多時(shí)，其強(qiáng)度和韌性增加，硬度降低，適合于粗加工；含鈷量減少時(shí)，其硬度及耐磨性增加，適合于精加工。具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合于高速切削加工。陶瓷刀具優(yōu)良的高溫性能使其能夠以高的速度進(jìn)行切削，允許的切削速度可比硬質(zhì)合金提高2～10倍。2．切削刀具材料與加工對(duì)象的物理性能匹配具有不同物理性能的刀具，如，高導(dǎo)熱和低熔點(diǎn)的高速鋼刀具、高熔點(diǎn)和低熱脹的陶瓷刀具、高導(dǎo)熱和低熱脹的金剛石刀具等，所適合加工的工件材料有所不同。加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由于導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高，切削熱容易散出，不會(huì)產(chǎn)生很大的熱變形，這對(duì)尺寸精度要求很高的精密加工刀具來(lái)說(shuō)尤為重要。①各種刀具材料的耐熱溫度：金剛石刀具為700～8000C、PCBN刀具為13000～15000C、陶瓷刀具為1100～12000C、TiC(N)基硬質(zhì)合金為900～11000C、WC基超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金為800～9000C、HSS為600～7000C。②各種刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)順序：PCDPCBNWC基硬質(zhì)合金TiC(N)基硬質(zhì)合金HSSSi3N4基陶瓷A1203基陶瓷。③各種刀具材料的熱脹系數(shù)大小順序?yàn)椋篐SSWC基硬質(zhì)合金TiC(N) A1203基陶瓷PCBNSi3N4基陶瓷PCD。④各種刀具材料的抗熱震性大小順序?yàn)椋篐SSWC基硬質(zhì)合金Si3N4基陶瓷PCBNPCDTiC(N)基硬質(zhì)合金A1203基陶瓷。3．切削刀具材料與加工對(duì)象的化學(xué)性能匹配切削刀具材料與加工對(duì)象的化學(xué)性能匹配問(wèn)題主要是指刀具材料與工件材料化學(xué)親和性、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散和溶解等化學(xué)性能參數(shù)要相匹配。材料不同的刀具所適合加工的工件材料有所不同。①各種刀具材料抗粘接溫度高低(與鋼)為：PCBN陶瓷硬質(zhì)合金HSS。②各種刀具材料抗氧化溫度高低為：陶瓷PCBN硬質(zhì)合金金剛石HSS。③種刀具材料的擴(kuò)散強(qiáng)度大小(對(duì)鋼鐵)為：金剛石Si3N4基陶瓷PCBNA1203基陶瓷。擴(kuò)散強(qiáng)度大小(對(duì)鈦)為：A1203基陶瓷PCBNSiCSi3N4金剛石。4．?dāng)?shù)控刀具材料的合理選擇一般而言，PCBN、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金及TiCN基硬質(zhì)合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的數(shù)控加工；而PCD刀具適合于對(duì)Al、Mg、Cu等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的加工。表332列出了上述刀具材料所適合加工的一些工件材料。表332列出了各種刀具材料所適合加工的一些工件材料。表332刀具材料所適合加工的一些工件材料刀具高硬鋼耐熱合金鈦合金鎳基高溫合金鑄鐵純鋼高硅鋁合金FRP復(fù)材料PCD◎◎◎PCBN◎◎○◎◎●●陶瓷刀具◎◎◎◎●涂層硬質(zhì)合金○◎◎●◎◎●●TiCN基硬合金●◎●注：符號(hào)含義是；◎一優(yōu)，○一良，●一尚可，一不合適。11 / 11
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