刀具的材料与特点

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1、切削参数V:切削速度（m/min）（硬质合金钻头无内冷一般在（60—70M）有内冷（100—110M）F：进给速度(mm/min)D:钻头直径（mm）N:转速f:每转进给量π：圆周率1000V=πDNF=f·NπD=圆周长πR（方）=圆面积刀具材料与特点目前刀具主要有、：高速钢、硬质合金、超硬材料金属切削会产生500°C—800°C的高温，所以要求刀具材料必须具备高的强度、耐磨性、和足够的韧性和高耐热性。刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪初出

2、现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；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出现，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。    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本要求，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

3、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，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。   耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。 高速钢常用的高速钢又分为：HSS—广泛适用标准刀具的材料。HSCO—含钴高速钢，适用于粗加工，和冷

4、却不好的加工条件M42—含高钴的高速钢，韧性好，适合断续切削PMHSS—晶粒密集，硬度高，高耐磨性、高韧性和高可磨削性，Crucible公司粉末冶金高速钢牌号Rex121含碳3．4，耐磨损性能比老牌号的粉末冶金高速钢(如RexT15、Rex76和10V)要高出5O～100I5；日本某公司研制的一种新型粉末冶金高速钢，其硬度可达7O～75HRC，这种钢于550~560℃经多次回火后，在1170℃高温下硬度可达70HRC，此外，其还具有良好的耐磨性，化学成分为cr1O．5、W9．5、Mo6．5、C3．3，其余为铁，这种钢在刀具和热加工设备方面有重要用途。PMHSS的抗弯强

5、度为2500~6000MPa。高速钢的性能主要取决于它的化学成分和热处理工艺，一般高速钢是铸锻的又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。

6、而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。   高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火。退火温度一般为860～880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加 热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转

7、变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。   (1)生产制造方法：通常采用电炉生产，近来曾采用粉末冶金方法生产高速钢，使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上，提高了使用寿命。   (2)用途：用于制造各种切削工具。如车刀、钴头、滚刀、机用锯条及要求高的模具等。硬质合金硬质合金是金属的硬质相（碳化钨，碳化钛）的硬度与粘结相（铁、钴、镍）的韧性相结合。晶粒大小决定硬质合金的性能，晶粒越小韧性则越好。通过细化硬质相晶粒度、增大硬质相晶间表面积、增强晶粒间结合力，可使硬质合金刀具材料的强度和耐磨性均得到提高。当