刀具的材料及其应具备的性能

《刀具的材料及其应具备的性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、刀具的材料及其应具备的性能刀具材料是决定刀具切削性能的根木因素，对于加工效率、加工质量、加工成木以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料吋，切削速度只有10m/min左右；20世纪初岀现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几I•米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的岀现，使切削速度提高到每分钟一千米以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。一刀具材料应具备的性能性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部

2、分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。高硬度和高耐磨性刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基木耍求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。足够的强度与冲击韧性强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料

3、越脆。硬度和韧性是一对才盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。高耐热性耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主耍指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持皱度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。良好的工艺性和经济性为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。二常用刀具材料常用刀具材料冇工具钢、高

4、速钢、硕质合金、陶瓷和超硕刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硕质合金。高速钢高速钢是一种加人了较多的苗、钻、饥、相等合金元索的高合金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易刃濟成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具,如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。普通高速钢，如W18Cr4Vr泛用于制造齐种复朵刀具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/mino高性能

5、高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含锐量及添加钻、铝等元素冶炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1・5-3倍。粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高30%-40%和80%-90%.耐用度可提高2-3倍。目前我国尚处于试验研究阶段，生产和使用尚少。硬质合金按GB2075—87（参照采用190标准）可分为P、M、K三类，P类硬质合金主耍用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；M类主耍用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用皱质合金，K

6、类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金展和非金展材料，用红色作标志。P、M、K（后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。数字愈小，硬度愈高，韧性愈丼。P类相当于我国原钩钛钻类，主耍成分为WC+TiC+Co,代号为YT。K类相当于我国原鸭钻类，主要成分为WC+Co,代号为YG。M类相当于我国原磚钛铉钻类通用合金，主要成分为WC+TiC+TaC（NbC）+Co,代号为YWO三涂层刀具简述涂层刀具是近20年出现的一种新型刀具材料，是刀具发展中的一项重要突破，是解决刀具材料中硬度、耐

7、磨与强度、韧性Z间才盾的一个有效措施。涂层刀具是在一些韧性较好的硕质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物而获得的。常用的涂层材料有TiC、TiN和A1203等。本世纪70年代初首次在硬质合金基体上涂覆一层碳化钛（TiC）后，把普通硬质合金的切削速度从80m/min提高到180m/min。1976年又出现了碳化钛一氧化铝双涂层硬质合金，把切削速度提高到250m/mino1981年又出现了碳化钛-氧化铝-氮化钻三涂层硕质合金，使切削速度捉高到300m/mino在高速钢基体上刀具

8、涂层多为TiN,常用物理气相沉积法（PVD法）涂覆，一般用于钻头、丝锥、铳刀、滚刀等复杂刀具上，涂层厚度为几微米，涂层硬度口J达80HRC,相当于一般硬质合金的硬度，耐用度口J提高2—5倍，切削速度口J提高20%-40%°硕质合金的涂层是在韧性较好的硕质合金基体上，涂覆一层几微米至十几微米厚的高耐磨、难熔化的金属化合物，一般采用化学气和沉积法（CVD法）。我国株洲硬质合金厂牛产的涂层硬质合金的涂层厚度可达9µm,表面硬度可达2500-4200HVo目前各工业发达国家对涂层刀貝•的研究