機械制造基礎(chǔ)ppt課件-閱讀頁
2025-01-29 21:20本頁面
【正文】 一百年來不斷出現(xiàn)新的刀具材料以及改善原有的刀具材料，切削速度提高了幾十倍，最高切削速度提高了將近 100倍。一般認為，刀具材料應(yīng)比工件材料的硬度高 — ，常溫硬度高于 HRC60。刀具材料必須具備足夠的抗彎強度和沖擊韌性。耐磨性不僅與硬度有關(guān)，往往還與強度、韌度和金相組織結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，因而耐磨性是個綜合性的指標(biāo)。一般用保持其常溫下切削性能的溫度（紅硬性）來表示熱耐性。 作為刀具材料除具備上述性能外、還應(yīng)具備一定的可加工性能，如：切削加工性、磨削性、焊接性能、熱處理性能、高溫塑性等。 第一章 金屬切削過程 二、常用刀具材料 根據(jù)刀具材料的發(fā)展，可將現(xiàn)有刀具材料分為下列幾種： 工具鋼： 包括碳素工具鋼和合金工具鋼； 高速鋼； 硬質(zhì)合金； 陶瓷； 超硬材料： 包括金剛石和立方氮化硼。碳素工具鋼和工具鋼因耐磨性差，僅用于一些手工工具或低速刀削工具。高速鋼是在高碳鋼中加入較多合金元素 W、 C r、 V、 Mo等與 C生成碳化物制成的 。 一般高速鋼的淬火硬度可達 HRC 63— 67，紅硬性可達 550℃ 一 650℃ 。 高速鋼具有較高的強度，在所有刀具材料中它的抗彎強度和沖擊韌性最高。 就其性能用途，可將高速鋼分為通用型高速鋼、高性能高速鋼、粉未冶金高速鋼和涂層高速鋼等幾類。 第一章 金屬切削過程 鎢系高速鋼的典型牌號為： W18Cr4V，含 — %、 W18%、 Cr4%、V1%。它具有較好的綜合性能，即有較高硬度（ HRC62— 66）、強度、韌性和耐熱性。但強度隨橫截面尺寸變大而下降較多。 鎢系高速鋼 鎢鉬系高速鋼的典型牌號為 W6Mo5Cr4V2，在這種牌號中用 Mo代替了一部分的 W。 鎢鉬系高速鋼的綜合性能與鎢系相近，但碳化物晶粒更小、分布更均勻，故強度和韌性好于鎢系高速綱，可用于制造大截面尺寸的刀具，持別是熱塑性好，適于制造熱軋刀具（如熱軋鉆頭）。 鎢鉬系高速鋼 第一章 金屬切削過程 （ 2）高性能高速鋼 高性能高速鋼包括：高碳高速鋼（含 ％以上）、高釩高速鋼（含 V3％以上）、鈷高速鋼（含 Co5%— 10％）和鋁高速鋼。 高性能高速鋼具有更好的耐熱性和切削性能，其耐用度較通用型高速鋼高— 3倍。 但這些特殊性能高速鋼必須在適用的特殊切削條件下，才能發(fā)揮其優(yōu)異的切削性能、選擇時不要超出使用范周。其中的碳化物更加細小，并且分布也很均勻。 粉未冶金高速鋼碳化物顆粒細小，大小均勻；斷續(xù)切削時有較好的耐沖擊性能；可磨削性好；熱處理時間短。它的耐熱性比高速鋼高得多，約在 800 ℃ 一 1000℃ ，允許的切削速度 vc約是高速鋼的 1一 10倍。由于它的耐熱性、耐磨性好，因而在刃形不復(fù)雜刀具上的應(yīng)用日益增多，如：車刀、端銑刀、立銑刀、餃刀、鏜刀，小尺寸鉆頭、絲錐及中小模數(shù)齒輪滾刀等。所以目前以 WC為基體的硬質(zhì)合金占主導(dǎo)地位。 鎢鈦鈷 類（ WCTiCCo），國標(biāo)代號 YT，相當(dāng)于 ISO中的 P類。 鎢鈦鈷鉭（鈮） 類（ WCTiCTaC（ NbC） Co），國標(biāo)代號 YW，相當(dāng)于ISO中的 M類。 第一章 金屬切削過程 （ 1） YG類（鎢鈷類）硬質(zhì)合金 鎢鈷類硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相是 WC，粘結(jié)劑是 Co。數(shù)字后還可能有 X（細晶粒）或 C（粗晶粒）。因而， YG類適宜加工鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬等脆性材料，加工導(dǎo)熱性能不好的不銹鋼。 （ 2） YT類（鎢鈦鈷類）硬質(zhì)合金 鎢鈷類硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相是 WC、 TiC，粘結(jié)劑是 Co。其中 T表示 TiC，其后數(shù)字表示 TiC的質(zhì)量百分含量。但由于這類材料的導(dǎo)熱系數(shù)較小，不適于加工導(dǎo)熱性能不好的不銹鋼。 第一章 金屬切削過程 （ 3） YGA類（鎢鈷鉭（鈮）類）硬質(zhì)合金 鎢鈷鉭（鈮）類硬質(zhì)合金是在鎢鈷類合金中加入 TaC或 NbC制成的、加入TaC或 NbC的目的是提高硬度。牌號中的數(shù)字表示鈷的質(zhì)量百分含量。 （ 4） YW類（鎢鈦鈷鉭（鈮）類）硬質(zhì)合金 鎢鈦鈷鉭（鈮）類硬質(zhì)合金是在鎢鈦鈷類合金中加入 TaC或 NbC制成的、加入 TaC或 NbC的目的是改善切削性能。因為 YW類的強度、韌度、抗熱沖擊性均比 YT類高，通用性較好。 上述合金的性能及使用范圍詳見教課書 P16— P17的 表 。其具體參數(shù)可查閱相關(guān)的刀具手冊。常用的涂層材料有 TiC、 TiN、Al2O3等。 （ 2）陶瓷 陶瓷刀具材料主要有兩大類：即氧化鋁基 Al2O3陶瓷材料和氮化硅 Si3N4基陶瓷材料 （教材上只介紹了氧化鋁基 Al2O3陶瓷材料） 。耐熱性高，在 1200℃ 時仍保持 HRA80以上。不足是：抗彎強度低、韌性差、抗沖擊性能差。主要用于高速精加工和半精加工冷硬鑄鐵、淬硬鋼等。 第一章 金屬切削過程 （ 3）金剛石 金剛石是至今人們所知物質(zhì)中最硬的，硬度可達 HV10,000。天然金剛石價格昂貴，很少使用。由于其脆性大，故必須防止切削過程中的沖擊和振動。與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金剛石喪失切削性能，所以它不宜用來加工鋼鐵材料，只宜于高速精加工有色金屬及合金、非金屬材料等。 （ 4）立方氮化硼 立方氮化硼（ CBN）是由六方氮化硼（ hBN）在合成金剛石的相同條件下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成的。 CBN顆粒也常用來制造磨料
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