刀具材料及合理選用

1、編輯ppt2.1 刀具材料應(yīng)具備的性能及刀具材料的種類刀具材料應(yīng)具備的性能及刀具材料的種類 2.1.1 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能 1高硬度高硬度2良好的耐磨性良好的耐磨性3足夠的強(qiáng)度和韌性足夠的強(qiáng)度和韌性4高耐熱性高耐熱性5良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性6良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用 第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt2.1.2 刀具材料的種類刀具材料的種類 刀具材料從碳素工具鋼到今天的硬質(zhì)合金和超硬材料刀具材料從碳素工具鋼到今天的硬質(zhì)合金和超硬材料的出現(xiàn)，都是隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速提高、功率

2、增大，主軸精的出現(xiàn)，都是隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速提高、功率增大，主軸精度的提高，機(jī)床剛性的增加而逐步發(fā)展的。同時由于新的度的提高，機(jī)床剛性的增加而逐步發(fā)展的。同時由于新的工程材料不斷出現(xiàn)，也對切削刀具材料的發(fā)展起到了促進(jìn)工程材料不斷出現(xiàn)，也對切削刀具材料的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。作用。 目前金屬切削加工中應(yīng)用的刀具材料，碳素工具鋼已目前金屬切削加工中應(yīng)用的刀具材料，碳素工具鋼已基本被淘汰，合金工具鋼也很少使用，所使用的刀具材料基本被淘汰，合金工具鋼也很少使用，所使用的刀具材料主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金剛石剛石5類。其主要物理力學(xué)性能

3、如表類。其主要物理力學(xué)性能如表2.1所示。所示。 第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt2.2 常用刀具材料常用刀具材料 2.2.1 高速鋼刀具材料高速鋼刀具材料 高速鋼是高速工具鋼的簡稱，是在鋼中加入較多的高速鋼是高速工具鋼的簡稱，是在鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。表鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。表2.2列出列出了幾種常用高速鋼的力學(xué)性能。了幾種常用高速鋼的力學(xué)性能。 高速鋼特點：高速鋼特點：工藝性好，具有較高的硬度和耐磨性、工藝性好，具有較高的硬度和耐磨性、良好的耐熱性、高的強(qiáng)度和韌性，切削速度高。與硬質(zhì)合良好的耐熱性、高的強(qiáng)度和

4、韌性，切削速度高。與硬質(zhì)合金及陶瓷相比，一是具有較好的強(qiáng)度韌性；二是具有較好金及陶瓷相比，一是具有較好的強(qiáng)度韌性；二是具有較好的制造工藝性。主要用來制造鉆頭、絲錐、板牙、拉刀、的制造工藝性。主要用來制造鉆頭、絲錐、板牙、拉刀、齒輪刀具和成形刀具等形狀復(fù)雜的刀具。可加工碳鋼、合齒輪刀具和成形刀具等形狀復(fù)雜的刀具?？杉庸ぬ间摗⒑辖痄?、有色金屬、鑄鐵等多種材料。金鋼、有色金屬、鑄鐵等多種材料。 第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt（1）普通高速鋼常用的種類如下。）普通高速鋼常用的種類如下。 鎢系高速鋼。典型牌號是鎢系高速鋼。典型牌號是W18Cr4V，簡稱，簡稱W18。具有

5、。具有較好的綜合性能。適合制作螺紋車刀、成形車刀、拉刀和較好的綜合性能。適合制作螺紋車刀、成形車刀、拉刀和齒輪刀具等形狀復(fù)雜的刀具。但強(qiáng)度和韌性低，不適合制齒輪刀具等形狀復(fù)雜的刀具。但強(qiáng)度和韌性低，不適合制作大截面的刀具；熱塑性較差，不適合制造熱成形刀具。作大截面的刀具；熱塑性較差，不適合制造熱成形刀具。 鉬系高速鋼。典型牌號是鉬系高速鋼。典型牌號是W6Mo5Cr4V2，簡稱，簡稱M2，具，具有較好的力學(xué)性能，適合制作承受較大沖擊力的刀具、結(jié)有較好的力學(xué)性能，適合制作承受較大沖擊力的刀具、結(jié)構(gòu)比較薄弱的刀具和截面較大的刀具、各種熱軋刀具和抵構(gòu)比較薄弱的刀具和截面較大的刀具、各種熱軋刀具和抵抗沖

6、擊的刀具。但熱處理易脫碳、易氧化和淬火溫度窄等抗沖擊的刀具。但熱處理易脫碳、易氧化和淬火溫度窄等 W9Mo3Cr4V是另一鉬系類牌號的普通高速鋼，簡稱是另一鉬系類牌號的普通高速鋼，簡稱W9，具有較好的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度、熱塑性、熱穩(wěn)定，具有較好的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度、熱塑性、熱穩(wěn)定第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt性和磨削加工性比，表面粗糙度值也小，可用于制造鋸性和磨削加工性比，表面粗糙度值也小，可用于制造鋸條、鉆頭、拉刀、銑刀和齒輪刀具等各種刀具；加工鋼料條、鉆頭、拉刀、銑刀和齒輪刀具等各種刀具；加工鋼料時，刀具壽命比時，刀具壽命比W18和和M2都有一定的提高。都

7、有一定的提高。（2）高性能高速鋼。主要用于加工高溫合金、鈦合金、）高性能高速鋼。主要用于加工高溫合金、鈦合金、不銹鋼、高強(qiáng)度鋼等難加工的材料。常見的有以下幾種。不銹鋼、高強(qiáng)度鋼等難加工的材料。常見的有以下幾種。 高碳高速鋼。典型牌號是高碳高速鋼。典型牌號是9W18Cr4V，簡稱，簡稱9W18，適，適合制作耐磨性要求高的鉸刀、锪鉆和絲錐等刀具，也可用合制作耐磨性要求高的鉸刀、锪鉆和絲錐等刀具，也可用于切削奧氏體不銹鋼。但不能承受大的沖擊。于切削奧氏體不銹鋼。但不能承受大的沖擊。 鋁高速鋼。典型牌號是鋁高速鋼。典型牌號是W6Mo5Cr4V2Al（簡稱（簡稱501）和和W10Mo4Cr4V3Al（簡

8、稱（簡稱5F6），其切削性能與），其切削性能與M42相相當(dāng)，刀具壽命比當(dāng)，刀具壽命比W18高，而價格卻相差不多。因含釩量高，而價格卻相差不多。因含釩量第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt多，其磨削加工性較差，且過熱敏感性強(qiáng)，氧化脫碳傾向多，其磨削加工性較差，且過熱敏感性強(qiáng)，氧化脫碳傾向較大，使用時要嚴(yán)格掌握熱處理工藝。較大，使用時要嚴(yán)格掌握熱處理工藝。 鈷高速鋼。典型牌號是鈷高速鋼。典型牌號是W2Mo9Cr4VCo8，簡稱，簡稱M42，其適合制作加工高溫合金、鈦合金及其他難加工材料的高其適合制作加工高溫合金、鈦合金及其他難加工材料的高速鋼刀具。速鋼刀具。 高釩高速鋼

9、。典型牌號是高釩高速鋼。典型牌號是W6Mo5Cr4V3，簡稱，簡稱M3，適，適合制作加工硬橡膠、塑料等對刀具磨損嚴(yán)重的刀具材料，合制作加工硬橡膠、塑料等對刀具磨損嚴(yán)重的刀具材料，以及低速薄切屑精加工刀具，如拉刀、鉸刀和絲錐等。高以及低速薄切屑精加工刀具，如拉刀、鉸刀和絲錐等。高釩高速鋼具有較長的壽命，其主要缺點是磨削加工性差。釩高速鋼具有較長的壽命，其主要缺點是磨削加工性差。（3）粉末冶金高速鋼。是將熔融的高速鋼鋼水置于保護(hù)）粉末冶金高速鋼。是將熔融的高速鋼鋼水置于保護(hù)氣罐中，用高壓氬氣或純氮氣使其霧化成細(xì)小粉末，然后氣罐中，用高壓氬氣或純氮氣使其霧化成細(xì)小粉末，然后第二章第二章 刀具材料及其

10、合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt將粉末在高溫和高壓下壓制成細(xì)密的鋼坯，最后將鋼坯將粉末在高溫和高壓下壓制成細(xì)密的鋼坯，最后將鋼坯鍛軋成刀具形狀。它具有強(qiáng)度和韌性較高、磨加工性鍛軋成刀具形狀。它具有強(qiáng)度和韌性較高、磨加工性好、耐磨性好、淬火變形小等優(yōu)點。適合制作切削難加好、耐磨性好、淬火變形小等優(yōu)點。適合制作切削難加工材料的刀具、各種精密刀具和形狀復(fù)雜的刀具。工材料的刀具、各種精密刀具和形狀復(fù)雜的刀具。2.2.2 硬質(zhì)合金刀具材料硬質(zhì)合金刀具材料1硬質(zhì)合金的組成和特點硬質(zhì)合金的組成和特點 硬質(zhì)合金是用粉末冶金的方法制成的，它是由高硬硬質(zhì)合金是用粉末冶金的方法制成的，它是由高硬度、高熔點的金

11、屬碳化物的微粉和金屬黏結(jié)劑，在高壓度、高熔點的金屬碳化物的微粉和金屬黏結(jié)劑，在高壓下壓制成形，并在下壓制成形，并在1 500的高溫下燒結(jié)而成。能加工包的高溫下燒結(jié)而成。能加工包括淬硬鋼在內(nèi)的多種材料。多用于制造刀片。括淬硬鋼在內(nèi)的多種材料。多用于制造刀片。第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt2硬質(zhì)合金的種類、牌號、性能及選用硬質(zhì)合金的種類、牌號、性能及選用 K類相當(dāng)于鎢鈷類硬質(zhì)合金，代號為類相當(dāng)于鎢鈷類硬質(zhì)合金，代號為YG，適用于加，適用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，外包裝工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，外包裝用紅色標(biāo)志。用紅色標(biāo)志。 P類

12、相當(dāng)于鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，代號為類相當(dāng)于鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，代號為YT，適用于加，適用于加工長切屑的黑色金屬，外包裝用藍(lán)色標(biāo)志。工長切屑的黑色金屬，外包裝用藍(lán)色標(biāo)志。 M類相當(dāng)于鎢鈦鉭鈷類硬質(zhì)合金，代號為類相當(dāng)于鎢鈦鉭鈷類硬質(zhì)合金，代號為YW，適用，適用于加工長、短切屑的黑色金屬和有色金屬，外包裝用黃于加工長、短切屑的黑色金屬和有色金屬，外包裝用黃色標(biāo)志。常用硬質(zhì)合金刀具材料的牌號及用途見下表。色標(biāo)志。常用硬質(zhì)合金刀具材料的牌號及用途見下表。（1）鎢鈷類硬質(zhì)合金（）鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG）。常用牌號有）。常用牌號有YG3X、 YG6YG6X、YG8等。牌號中的數(shù)字表示含鈷量的百分比，含等。牌號中的數(shù)

13、字表示含鈷量的百分比，含鈷量越多，其韌性就越大，抗彎強(qiáng)度就越高，但其硬度和鈷量越多，其韌性就越大，抗彎強(qiáng)度就越高，但其硬度和第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt耐磨性則降低。適用于切削鑄鐵、有色金屬及其合金，以耐磨性則降低。適用于切削鑄鐵、有色金屬及其合金，以及非金屬材料和含及非金屬材料和含Ti元素的不銹鋼等工件材料，其中元素的不銹鋼等工件材料，其中YG3適用于精加工，適用于精加工，YG8適用于粗加工，適用于粗加工，YG6適用于半精加工適用于半精加工（2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT）。常用牌號有）。常用牌號有YT5、YT15YT14、YT30。牌號中

14、的數(shù)字表示含碳化鈦量的百分比，。牌號中的數(shù)字表示含碳化鈦量的百分比，含碳化鈦量越多，其韌性和抗彎強(qiáng)度下降，但其硬度增大含碳化鈦量越多，其韌性和抗彎強(qiáng)度下降，但其硬度增大適宜于加工塑性材料，其中適宜于加工塑性材料，其中YT30適用于精加工鋼材，適用于精加工鋼材，YT5適用于粗加工塑性較大的材料，適用于粗加工塑性較大的材料，YT15適用于半精加工鋼材適用于半精加工鋼材（3）鎢鈦鉭鈷類硬質(zhì)合金（）鎢鈦鉭鈷類硬質(zhì)合金（YW）。是一種既能加工鋼，）。是一種既能加工鋼，又能加工鑄鐵和有色金屬及其合金，通用性較好的刀具材又能加工鑄鐵和有色金屬及其合金，通用性較好的刀具材料。常用的牌號有料。常用的牌號有YW1

15、、YW2等。等。第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt 3其他硬質(zhì)合金其他硬質(zhì)合金（1）碳化鈦基硬質(zhì)合金（）碳化鈦基硬質(zhì)合金（YN類）。常用牌號有類）。常用牌號有YN01、YN05、YN10、YN15等。主要用于碳鋼、合金鋼、工具等。主要用于碳鋼、合金鋼、工具鋼、淬火鋼等材料的連續(xù)切削和精加工，對尺寸較大和表鋼、淬火鋼等材料的連續(xù)切削和精加工，對尺寸較大和表面粗糙度值要求較小的工件精加工，可獲得更好的效果。面粗糙度值要求較小的工件精加工，可獲得更好的效果。（2）超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。常用牌號有）超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。常用牌號有YS2、YM051、YG610和和YG643等。用

16、于制造尺寸較小的整體復(fù)雜刀具；等。用于制造尺寸較小的整體復(fù)雜刀具；可用于加工鐵基、鎳基和鈷基高溫合金、鈦基合金和耐熱可用于加工鐵基、鎳基和鈷基高溫合金、鈦基合金和耐熱不銹鋼，以及各種噴涂焊、堆焊材料等難加工的材料。不銹鋼，以及各種噴涂焊、堆焊材料等難加工的材料。（3）涂層硬質(zhì)合金。）涂層硬質(zhì)合金。 TiC涂層刀片。刀具容易產(chǎn)生劇烈磨損時宜涂涂層刀片。刀具容易產(chǎn)生劇烈磨損時宜涂TiC。 TiN涂層刀片。刀具與工件材料容易產(chǎn)生粘結(jié)時涂涂層刀片。刀具與工件材料容易產(chǎn)生粘結(jié)時涂TiN。第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt Al2O3涂層刀片。刀具在高溫下切削時宜涂涂層刀片。

17、刀具在高溫下切削時宜涂Al2O3。 除上述的單涂層外，還可以采用除上述的單涂層外，還可以采用TiC-TiN、TiC-Al2O3、TiC-Al2O3-TiN等雙涂層或多涂層，其性能優(yōu)于單涂層。等雙涂層或多涂層，其性能優(yōu)于單涂層。涂層刀片廣泛用于各種鋼料、鑄鐵的精加工和半精加工，涂層刀片廣泛用于各種鋼料、鑄鐵的精加工和半精加工，負(fù)荷較輕的粗加工。涂層刀具的缺點是刀刃的鋒利程度和負(fù)荷較輕的粗加工。涂層刀具的缺點是刀刃的鋒利程度和抗剝落能力不及未涂層的刀具，所以不宜小進(jìn)給量加工高抗剝落能力不及未涂層的刀具，所以不宜小進(jìn)給量加工高硬度材料和重載切削。硬度材料和重載切削。23其他刀具材料其他刀具材料 2.

18、3.1 陶瓷刀具材料陶瓷刀具材料1陶瓷刀具材料的成分及特點陶瓷刀具材料的成分及特點第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt 常用陶瓷刀具材料是以氧化鋁或氮化硅為基體成分，經(jīng)常用陶瓷刀具材料是以氧化鋁或氮化硅為基體成分，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而成的一種刀具材料。主要特點是：有很壓制成形后燒結(jié)而成的一種刀具材料。主要特點是：有很高的硬度和耐磨性；有很高的耐熱性；有良好的化學(xué)穩(wěn)定高的硬度和耐磨性；有很高的耐熱性；有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；加工表面質(zhì)量高。其最大缺點是抗彎強(qiáng)度和韌性差，性；加工表面質(zhì)量高。其最大缺點是抗彎強(qiáng)度和韌性差，不能承受沖擊負(fù)荷。不能承受沖擊負(fù)荷。2陶瓷刀具材料的主要

19、類型陶瓷刀具材料的主要類型（1）Al2O3基陶瓷?；沾?。Al2O3基陶瓷是在基陶瓷是在Al2O3中加入一定中加入一定數(shù)量的碳化鈦和一定數(shù)量的金屬經(jīng)熱壓燒結(jié)而成，可提高數(shù)量的碳化鈦和一定數(shù)量的金屬經(jīng)熱壓燒結(jié)而成，可提高抗彎強(qiáng)度及斷裂韌性，抗機(jī)械沖擊和耐熱沖擊能力也得以抗彎強(qiáng)度及斷裂韌性，抗機(jī)械沖擊和耐熱沖擊能力也得以提高，適用于各種鑄鐵及鋼料的精加工、粗加工。常用的提高，適用于各種鑄鐵及鋼料的精加工、粗加工。常用的牌號有牌號有M16、SG3、AG2、TN05等。等。第二章第二章 刀具材料及其合理選用刀具材料及其合理選用編輯ppt（2）Si3N4基陶瓷。基陶瓷。Si3N4基陶瓷比基陶瓷比Al2O3基陶瓷刀具具基陶瓷刀具具有更高的強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度，有更高的切削穩(wěn)定性。有更高的強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度，有更高的切削穩(wěn)定性。其熱穩(wěn)定性更高，允許更高的切削速度。熱導(dǎo)率為其熱穩(wěn)定性更高，允許更高的切削速度。熱導(dǎo)率為Al2O3的的23倍，因此耐熱沖擊能力更強(qiáng)。適用于端銑和切有氧倍，因此耐熱沖擊能力更強(qiáng)。適用于端銑和切有氧化皮的毛坯工件等。還可對鑄鐵、淬硬鋼等高硬度材料進(jìn)化皮的毛坯工件等。還可對鑄鐵、淬硬鋼等高硬度材料進(jìn)行精加工和半精加工。常用牌號有行精加工和半精加工。常用牌號有SM、FD05等。等。2.3.2 超硬刀具材料超硬刀具