刀具材质与镀层

《刀具材质与镀层》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、刀具材質&鍍層Ⅰ、刀具材質-近代機製生產能力不斷的大幅提高，尤其在大量生產的工作要求下，從事於大量且高速的切削工作。為發揮高性能工作母機應有之生產工作效能，則切削刀具尤須密切的配合。為了發揮刀具之切削能力，故刀具材料需有顯著之進展與改良，目前使用之各種刀具材料均有其特性以適應各種不同加工的要求。一般刀具材料必須具備的性能為生產製造費用須最低、具有高溫之抵抗軟化的能力、低的摩擦係數、較高的抵抗磨耗性質，導熱性良好、充分的韌性以及耐衝擊性等等，一般使用的刀具材料有下列幾種：高速鋼、燒結式碳化物Carbides、瓷金工具Cermet陶瓷刀具Ceramics、CBN刀具Ⅱ、鍍層-由於工程材料不斷持續的

2、發展，在1960年之後，陸續開發出新一代的合金材料。這些新材料不僅有高強度，而且具有高磨損性甚至有極高的化學性質，在切削時會與切削刀具產生化學作用造成侵蝕現象。除此之外，在時間及成本降低的要求下，高速切削正逐漸被人們廣泛的接受。因此以往的刀具材料已不敷人們的需求。在因應如此嚴格的需求下，發展出刀具材料再加上鍍層保護。具有鍍層保護的刀具其壽命將近是一般沒有鍍層刀具的10倍，常見的刀具鍍層有下列幾種：uncoated未鍍層、TiN氮化鈦、TiCN氮碳化鈦TiAlN氮鋁鈦、Al2O3氧化鋁刀具材料&鍍層與加工時間碳鋼CarbonSteel高速鋼HSS鑄造合金Castcobalt-basealloys

3、超硬合金CementedCarbides新超硬合金ImprovedCarbideGrades鍍層FirstcoatedGrades雙鍍層Firstdouble-coatedGrades複合鍍層Firsttriple-coatedGrades加工時間〈min〉年代1002615631.510.71900,10,20,30,40,50,60,70,80左邊的圖表顯示出自1900年後至今，由於刀具技術的發展使得切削時間縮短了100倍。而在1960年之後，因為鍍層刀具的出現，縮短了4倍的加工時間。高速鋼High-SpeedSteel1900年發展成功之切削刀具材料為切削工具鋼之一種，含有鎢、鉻、鉬、釩

4、、鈷等合金元素。因含有較多的合金元素故有相當高的硬度，經熱處理後其硬度可高達HRc68。做為切削工具在高速切削時其刀鋒即使被加熱至500~600℃也不會產生回火軟化，仍能保持其硬度之性質，而且在高溫時硬度降低極微，是刀具材料所具備的重要性質之一，故能耐高溫及重切削。一般常用者有鎢W系高速鋼以及鉬Mo系高速鋼：1、鎢W系高速鋼-係為鋼基中含有18%鎢、4%鉻以及1%釩，為一般之多用途刀具材料。2、鉬Mo系高速鋼-此為W系高速鋼中W之含量降至6%後，再加入4.5~7%鉬的合金鋼，具有良好之韌性及耐衝擊性。適合於製造強力之切削、耐磨刀具，如銑刀、螺絲攻等。燒結式硬質合金在鋼的麻田散鐵Martensi

5、te組織中如果分布著有特殊碳化物的話，其比單是麻田散鐵組織的鋼更具有磨耗性，但是麻田散鐵在高溫時會失去其硬度，要改良此缺點的方法為使碳化物的量增加。可能的話，能做成全部都是碳化物的工具最好。但是一般碳化物的熔點很高，無法以熔解法來製造。所以必須利用燒結法(sintering)來固著碳化物，利用燒結方式產生的工具材料中有：碳化物超硬合金（Carbides）瓷金工具（CermetTools）陶瓷工具（CeramicTools）多晶鑽石刀具（CBN）碳化物超硬合金SinteredHardCarbides以碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC等粉末以適當比例之鈷Co金屬粉末，壓成適當形狀之壓塊，經過

6、半燒結後以增加其強度，然後修整成正確之形狀之尺寸，然後以鈷粉為粘結劑再於1500℃燒結完成。燒結後硬度大增，約為HRa90~92。碳化物超硬合金比高速鋼具有更高的高溫硬度，溫度即使於1200℃也不會損害其刀刃之性質，而且抗壓強度大、耐磨耗性佳，其切削效率約為高速鋼之三倍。故此合金被廣泛使用於鋼的切削用途上，一般碳化物材料之使用上可分為下類幾種：碳化鎢加鈷粉製造而成，密度大、耐磨耗高、又稱為普通碳化物。但是因為其韌性低，不宜用於切削性不良之材料，適用於切削鑄鐵、非鐵金屬以及硬化鋼。碳化鎢加碳化鈦及鈷粉製成，密度較小、耐磨耗，又稱為鈦碳化物，適用於一般材料、鋼材之切削。碳化鎢加碳化鈦、碳化鉭及鈷粉

7、製造而成，密度與K級相同。其性質介於P、K級碳化物之間，具有相當之強度及韌性，又稱為鉭碳化物。適用於切削不銹鋼、合金鋼、延性鑄鋼等抗拉強度大而難以切削的材料。K級碳化物P級碳化物M級碳化物ISO分類-碳化物系列主要類別P顏色：藍色適合重切削量M顏色：黃色適合重切削量及韌性強而難以切削的材料K顏色：紅色適合微量切削與精加工適用切削材料◆鋼◆鑄鐵◆4系列不銹鋼◆鑄鐵◆耐熱鋼◆錳鋼◆鎳合金◆3系列不銹鋼