機械制造基礎(chǔ)ppt課件(參考版)
2025-01-17 21:20本頁面
【正文】 用作車削的金剛石晶體 。 CBN是目前人工制造的最硬的物質(zhì)，硬度（ HV8,000～ 9,000 ）和耐磨性僅次于金剛石，但耐熱性高于金剛石（達1400℃ ），化學隋性很大，不會與鐵產(chǎn)生化學反應，放可加工淬硬鋼和冷硬鑄鐵等，實現(xiàn)以車代磨，但加工有色金屬不如金剛石刀具。金剛石的小顆粒還是超硬磨料，用來制造磨具。金剛石是碳的同素異構(gòu)體，在空氣中 600℃ ～ 700℃ 時極易氧化、碳化。人造金剛石則是在高壓、高溫條件下由石墨轉(zhuǎn)化而成的。有天然與人造之分。 氮化硅基陶瓷材料抗彎強度低、韌性和高溫穩(wěn)定性均優(yōu)于氧化鋁基陶瓷材料，此種陶瓷加工鑄鐵及鎳基高溫合金很有效，切削鋼料效果則不顯著。目的隨著成型工藝的改進，使其抗彎強度低、韌性均大有提高。化學穩(wěn)定性好，與鋼親合力小，抗粘結(jié)、抗擴散能力較強。氧化鋁基 Al2O3陶瓷材料硬度高于硬質(zhì)合金，可達 HRA91～ 95。涂層厚度對硬質(zhì)合金刀具為 4～ 5μm，表層硬度可達 HV2500～ 4200，對高速鋼刀具為 2 μm，表層硬度可達 HRC80。 第一章 金屬切削過程 （ 1）涂層刀具 為了提高刀具的切削性能，可在韌性較好的刀具材料基體上，進行表面處理，如氮化處理、離子注入、真空濺射涂鍍、物理氣相沉積（ PVD法 )、化學氣相沉積法（ CVD法），以提高表面耐磨性能。 除了這些 WC基的刀具材料外，還有以 TiC為基以 Ni為粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金材料，其性能介于 WC基硬質(zhì)合金與陶瓷刀具材料之間。 YW類硬質(zhì)合金可用于高溫合金、高錳鋼、不含 Ti的不銹鋼等難加工材料的半精加工和精加工。常用牌號為 YW YW2。因為 YGA類的高溫硬度、強度及耐磨性均比 YG類高，所以 YGA類宜加工冷硬鑄鐵、高錳鋼、淬硬鋼以及含 Ti不銹鋼、鈦合金、高溫合金。常用牌號為 YG6A、 YG8A。而且，該類材料中含有鈦，在加工鈦合金時，在高溫下刀具材料中的鈦會向工件材料中擴散，加劇刀具的磨損，所以它們不能用于鈦合金的加工。此類合金有較高的硬度和耐磨性，抗粘結(jié)擴散和抗氧化能力較好，適宜高速切削鋼材。常用牌號有 YTYT1 YT15， YT30。含鈷少的宜于精加工，含鈷多的宜于粗加工。 YG類硬質(zhì)合金的抗彎強度和沖擊韌性都較其它硬質(zhì)合金好，導熱系數(shù)也比 YT類的大，切削熱能很快傳出，從而降低刃口處的溫度。主要牌號有 YG YG YG8，其中 Y表示硬質(zhì)合金， G表示鈷，其后數(shù)字表示鈷的質(zhì)量百分含量。 YW中的 W表示“ 萬能（通用） ”的意思。 鎢鈷鉭（鈮） 類（ WCTaC（ NbC） Co），國標代號 YGA， 相當于 ISO中的 K類。此類硬質(zhì)合金分為四類： 鎢鈷類 （ WCCo），國標代號 YG，相當于 ISO中的 K類。 試驗和生產(chǎn)實踐證明，含 WC用 Co作粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金強度最高。硬度很高，可達 HRA89— 93，但它的抗彎強度只為高速鋼的一半，沖擊韌性不足高速鋼的 1／ 25一 1／ 10。 第一章 金屬切削過程 硬質(zhì)合金以高硬度難熔金屬的碳化物（ WC、 TiC）粉未為主要成分，以鈷（ Co）或鎳（ Ni）、鉬（ Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。粉末可以通過不同方法制成鋼材，然后再熱軋或鍛打成所需的尺寸。 （ 3）粉未冶金高速鋼 熔化的高速鋼經(jīng)過噴惰性氣體 (氮或氬 ) 使之霧化成約 50一 500μm大小的粉未，這種粉未冷凝十分迅速，形成十分細小的晶粒結(jié)構(gòu)。適合于加工高溫合金、鈦合金、超高強度鋼等難加工材料。典型的牌號有：9W18Cr4V、 W6MoCr4V W6MoCr4V2Co W6Mo5Cr4V2Al。主要缺點是熱處理時脫碳傾向大，易氧化，淬火溫度范圍較窄。 Mo在合金中的作用與 W相似，但其原子量比 W小 50％。 由于鎢是重要的戰(zhàn)略物資，而且有些性能尚不能滿足切削加工要求，國外已在減少其用量。紅硬性可達 620 ℃ ，切削刀刃可刃磨的比較鋒利，通用性較強，常用于鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具、絲錐等復雜刀具的制造。鎢系高速鋼是我國應用最多的高速鋼。 （ 1）通用型高速鋼 按其化學成分，普通高速鋼可分為鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。是制造各種刃形復雜刀具的主要材料。允許的切削速度 vc可比合金工具鋼提高 1— 2倍，高速鋼因此而得名。加入合金元素后，細化了晶粒，提高了合金的硬度。 第一章 金屬切削過程 高速鋼全稱高速合金工具鋼．也稱白鋼、鋒鋼 （風鋼） ，是 19世紀末研制成功的。 其中高速鋼、硬質(zhì)合金用得最為廣泛。 刀具材料在滿足使用要求的同時，還應具備良好的經(jīng)濟性。在高溫狀態(tài)下，刀具材料還應具有較高的物理、化學穩(wěn)定性，以避免刀具材料中的元素向工件材料中擴散。 、化學穩(wěn)定性 耐熱性是刀具材料在高溫下保持其硬度、強度和韌度、耐磨性的一個指標。 第一章 金屬切削過程 在切削過程中，刀具要經(jīng)受劇烈磨擦，所以作為刀具材料必須具備良好的耐磨性。 切削過程中，刀具承受很大的壓力、沖擊和振動。一、刀具材料應具備的性能 切削加工時，刀具要承受很大的壓力與很高的溫度，所以刀具材料應滿足以下基本要求： 高硬度是刀具材料應具備的最基本性能。刀具材料性能的優(yōu)劣對切削加工過程及精度、質(zhì)量、生產(chǎn)效率有著直接影響。反之，像外圓車削、切槽、車螺紋等，副切削刃也參加已加工表面形成的切削稱非自由切削。 第一章 金屬切削過程 （ 2）自由切削與非自由切削
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