刀具材料及合理选用.ppt

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1、2.1刀具材料应具备的性能及刀具材料的种类2.1.1刀具材料应具备的性能1．高硬度2．良好的耐磨性3．足够的强度和韧性4．高耐热性5．良好的导热性6．良好的工艺性和经济性第二章刀具材料及其合理选用第二章刀具材料及其合理选用2.1.2刀具材料的种类刀具材料从碳素工具钢到今天的硬质合金和超硬材料的出现，都是随着机床主轴转速提高、功率增大，主轴精度的提高，机床刚性的增加而逐步发展的。同时由于新的工程材料不断出现，也对切削刀具材料的发展起到了促进作用。目前金属切削加工中应用的刀具材料，碳素工具钢已基本被淘汰，合金工具钢也很少使用，所使用的刀具材料主要分

2、为高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石5类。其主要物理力学性能如表2.1所示。第二章刀具材料及其合理选用2.2常用刀具材料2.2.1高速钢刀具材料高速钢是高速工具钢的简称，是在钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。表2.2列出了几种常用高速钢的力学性能。高速钢特点：工艺性好，具有较高的硬度和耐磨性、良好的耐热性、高的强度和韧性，切削速度高。与硬质合金及陶瓷相比，一是具有较好的强度韧性；二是具有较好的制造工艺性。主要用来制造钻头、丝锥、板牙、拉刀、齿轮刀具和成形刀具等形状复杂的刀具。可加工碳钢、合金钢、有色金属、铸铁等多

3、种材料。第二章刀具材料及其合理选用（1）普通高速钢常用的种类如下。①钨系高速钢。典型牌号是W18Cr4V，简称W18。具有较好的综合性能。适合制作螺纹车刀、成形车刀、拉刀和齿轮刀具等形状复杂的刀具。但强度和韧性低，不适合制作大截面的刀具；热塑性较差，不适合制造热成形刀具。②钼系高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2，简称M2，具有较好的力学性能，适合制作承受较大冲击力的刀具、结构比较薄弱的刀具和截面较大的刀具、各种热轧刀具和抵抗冲击的刀具。但热处理易脱碳、易氧化和淬火温度窄等W9Mo3Cr4V是另一钼系类牌号的普通高速钢，简称W9，具有较好的抗

4、弯强度、冲击韧度、热塑性、热稳定第二章刀具材料及其合理选用性和磨削加工性比，表面粗糙度值也小，可用于制造锯条、钻头、拉刀、铣刀和齿轮刀具等各种刀具；加工钢料时，刀具寿命比W18和M2都有一定的提高。（2）高性能高速钢。主要用于加工高温合金、钛合金、不锈钢、高强度钢等难加工的材料。常见的有以下几种。①高碳高速钢。典型牌号是9W18Cr4V，简称9W18，适合制作耐磨性要求高的铰刀、锪钻和丝锥等刀具，也可用于切削奥氏体不锈钢。但不能承受大的冲击。②铝高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2Al（简称501）和W10Mo4Cr4V3Al（简称5F6），

5、其切削性能与M42相当，刀具寿命比W18高，而价格却相差不多。因含钒量第二章刀具材料及其合理选用多，其磨削加工性较差，且过热敏感性强，氧化脱碳倾向较大，使用时要严格掌握热处理工艺。③钴高速钢。典型牌号是W2Mo9Cr4VCo8，简称M42，其适合制作加工高温合金、钛合金及其他难加工材料的高速钢刀具。④高钒高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V3，简称M3，适合制作加工硬橡胶、塑料等对刀具磨损严重的刀具材料，以及低速薄切屑精加工刀具，如拉刀、铰刀和丝锥等。高钒高速钢具有较长的寿命，其主要缺点是磨削加工性差。（3）粉末冶金高速钢。是将熔融的高速钢钢水

6、置于保护气罐中，用高压氩气或纯氮气使其雾化成细小粉末，然后第二章刀具材料及其合理选用将粉末在高温和高压下压制成细密的钢坯，最后将钢坯锻轧成刀具形状。它具有强度和韧性较高、磨加工性好、耐磨性好、淬火变形小等优点。适合制作切削难加工材料的刀具、各种精密刀具和形状复杂的刀具。2.2.2硬质合金刀具材料1．硬质合金的组成和特点硬质合金是用粉末冶金的方法制成的，它是由高硬度、高熔点的金属碳化物的微粉和金属黏结剂，在高压下压制成形，并在1 500℃的高温下烧结而成。能加工包括淬硬钢在内的多种材料。多用于制造刀片。第二章刀具材料及其合理选用2．硬质合金的种类

7、、牌号、性能及选用K类相当于钨钴类硬质合金，代号为YG，适用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，外包装用红色标志。P类相当于钨钛钴类硬质合金，代号为YT，适用于加工长切屑的黑色金属，外包装用蓝色标志。M类相当于钨钛钽钴类硬质合金，代号为YW，适用于加工长、短切屑的黑色金属和有色金属，外包装用黄色标志。常用硬质合金刀具材料的牌号及用途见下表。（1）钨钴类硬质合金（YG）。常用牌号有YG3X、YG6YG6X、YG8等。牌号中的数字表示含钴量的百分比，含钴量越多，其韧性就越大，抗弯强度就越高，但其硬度和第二章刀具材料及其合理选用耐磨性则降低

8、。适用于切削铸铁、有色金属及其合金，以及非金属材料和含Ti元素的不锈钢等工件材料，其中YG3适用于精加工，YG8适用于粗加工，YG6适用于半精加工（2