现代刀具材料与切削加工技术 - 19~26w

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1、5、钛基硬质合金钛基硬质合金是指以TiC或TiC、TiN为主要硬质相，以Ni-Mo或Ni-Co-Mo等为粘结相的硬质合金。镍和钼的总含量通常为20~30%，与WC基合金相比，TiC基合金的密度小，硬度较高，对钢的摩擦系数较小，切削时抗粘结磨损与抗扩散磨损的能力较强，具有更好的耐磨性，但韧性和抗塑性变形能力较弱。我国代表性牌号是YN05、YN10相当于ISO的P01和P05适用范围，主要用于碳素钢的精加工，而且还适合各种合金钢、工具钢、不锈钢、淬火钢等的连续切削精加工，尤其是对较大较长的零件和表面光洁度及公差要求较高的工件加工时显示出良好的效果

2、。如北京重型电机厂精加工35CrNiMo钢材多台阶轴（7~8个台阶）工件尺寸φ400×φ500×600毫米，原来YT15合金每车一个台阶需磨一次刀，加工件表面不稳定，采用YN05刀片，V=200~300m/min，f=0.08~0.2mm/r，ap=0.1~0.6mm，一个刃口使用两个班不须磨刀，工件表面光洁度达到▽6~▽7，锥度达0.02毫米/400毫米之内，解决了多年的生产难关。再如北京理工大学，做30CrMnSiA和35CrMnSi(HRC47)高强度钢切削试验，曾收集多种牌号合金试切均不理想，只有YN05合金在切速V=150m/min

3、，f=0.2mm/r，ap=0.5mm的条件下切削137分钟，后刀面磨损仅0.17毫米，被认为是目前切削高强度钢最好的刀具材料。又如，为北京重型电机厂推荐用YN10合金铣削A3钢圆球，经反复多次试验成功，精铣的钢球表面光洁度经市计量部门测验，光洁度大部为▽7上限，局部光洁度达到▽8，该合金被纳入生产工艺中去。再如为成都机床修配厂攻克精铣铸铁1.5米×3.0米工作平台，精铣的平行度和平面度在0.02~0.03mm之间，表面光洁度达到▽6上限和▽7。还有向许多用户推荐用YN10合金旋风铣削丝杆代替YT15，不仅表面光洁度高，刀具寿命也提高4~5倍

4、。上个世纪后期，国内外又研发TiCN基硬质合金，它是在以TiC-Ni-Mo基础上添加TiN、TaC、WC等成分，既保留了TiC基硬质合金的高耐磨性和优良的抗氧化性能，又显著地改善了韧性和强度，使其应用范围更宽，通用性更好。当时株洲硬质合金厂研究所推出了TN系列细晶粒牌号TN05、TN10、TN20和中晶粒TN30钛基合金，其使用性能及加工实例见表5-1所示。26表5-1，TN系列钛基硬质合金使用性能及范围实例牌号ISO分类使用性能、范围及实例TN05P05-P10M05-M10具有极好的耐磨性和红硬性，但抗崩刃能力较差。适用于碳素钢、各类高强

5、度钢、不锈钢和耐热合金钢以及硬度HRC＞55淬火钢精加工。如加工30CrMnSiA(HRC35-38)时耐用度比CN25涂层刀片高2倍。加工T10A淬火钢HRC≈55、耐磨性比YG600合金提高4倍以上。宜于长轴类零件的微量切削。TN10P10-P15M10-M20具有很好的耐磨性和红硬性、抗月牙洼磨损和后刀面磨损特强。可用于TN05适宜加工材料的精加工和半精加工，尤其对不锈钢、高强度钢的半精加工效果最佳。如加工3Cr2W8高强度钢（HB-400）耐用度比YT726合金提高4倍；加工1Cr12NiWMoVNb耐热不锈钢，V=200m/min，

6、f=0.10mm/r，ap=1.2mm，切削速度和耐用度比YG8合金提高2倍。TN20P10-P20M10-M20具有很好的综和性能、通用性比较强。可用于合金钢、不锈钢、高强度钢的半精加工，一定条件下可用于球铁。灰铁的精加工和半精加工，耐用度比YT类、YW类提高1-4倍。TN30P20-P30M10-M20具有良好的耐磨性和抗崩刃能力，韧性、强度较高，红硬性好。用于合金钢、高强度钢、不锈钢和球铁的高速精铣和半精铣，也可用于这类材料的精车加工。如精铣平面2Cr13(HB260)，V=125m/min，f=0.4mm/r，ap=5mm，加工效率比

7、YT14提高20%，耐用度提高50%。精加工70Mn2Mo(HB200)，V=46m/min，f=0.08-0.1mm/r，ap=3mm，耐用度比YT15提高2.5倍，切削效率提高1倍。26由于种种原因该系列后来停止生产。近年来，株洲钻石又开发了细晶粒TiCN基金属陶瓷和PVD涂层金属陶瓷（钛基硬质合金）显示出很好的红硬性和优异的抗月牙洼磨损能力，是钢材高速加工和半精加工较为理想的刀具材料，其高温强度比WC-Co硬质合金高，而韧性又比Al2O3、Si3N4陶瓷刀具好，填补了WC基硬质合金与Al2O3、Si3N4陶瓷在高速精加工和半精加工领域的

8、空白。这种合金有两个牌号即YNG151对应于ISOP05-P20/M05-M20/K05-K20;YNG151C(为PVD涂层合金)对应于ISOP01-P20/M1