刀具材料：硬質(zhì)合金

1、上海大學(xué)1刀具材料硬質(zhì)合金機電工程與自動化學(xué)院上海大學(xué)1.刀具材料1.1刀具材料的定義刀具材料的定義在金屬切削加工過程中刀具切削部分直接負(fù)擔(dān)切削工作，所以刀具材料通常是指刀具切削部分的材料1.2刀具材料的影響作用刀具材料的影響作用生產(chǎn)率高低，刀具消耗，加工成本，加工精度，表面質(zhì)量等等2上海大學(xué)1.3刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能1）高的硬度和良好的耐磨性2）足夠的強度和韌性3）高的耐熱性4）良好的熱物理性和耐熱沖擊性能5）良好的工藝性6）經(jīng)濟性3上海大學(xué)1-1刀具材料的發(fā)展情況4上海大學(xué)2.硬質(zhì)合金5 隨著工業(yè)的發(fā)展需求，工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）已經(jīng)不能滿足行業(yè)對高效

2、率加工、高質(zhì)量加工和難加工材料的加工要求，因此20世紀(jì)20到30年代行業(yè)領(lǐng)域發(fā)明了鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金。上海大學(xué)2.1硬質(zhì)合金的性能特點硬質(zhì)合金的性能特點 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由高硬度、高熔點的金屬碳化物（WC、TiC等）微粉和金屬黏結(jié)劑（Co、Ni、Mo等）經(jīng)高壓成形，并在1500左右的高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。 硬質(zhì)合金的硬度高達(dá) 8994HRA，耐磨性很好，能切削淬火鋼等硬度高的材料。 硬質(zhì)合金的耐熱性為 8001000 ，切削速度可達(dá) 100 m/min 以上，但其抗彎強度低、韌性差、怕沖擊和振動，制造工藝性差。6上海大學(xué)72-1 各類刀具材料的物理力學(xué)性能上海大學(xué)82-2 常用硬質(zhì)合金

3、刀具材料的性能上海大學(xué)92-3 各類刀具材料的硬度與韌性上海大學(xué)102-4 鎢鋼可拆卸式刀片2-5 3mm鎢鋼整體硬質(zhì)合金銑刀上海大學(xué)2.2切削用硬質(zhì)合金的分類及牌號切削用硬質(zhì)合金的分類及牌號112-6 切削工具用硬質(zhì)合金分類上海大學(xué)122-7 硬質(zhì)合金的牌號 上海大學(xué)2.3常用硬質(zhì)合金分類常用硬質(zhì)合金分類ISO將切削用硬質(zhì)合金分為三類：K類：主要成分為WC-CO，對應(yīng)我國YG類P類：主要成分WC-TiC-CO，對應(yīng)我國YT類M類：主要成分WC-TaC(NbC)-CO，對應(yīng)我國的YW類13 上海大學(xué) 我國對切削用硬質(zhì)合金的分類： 鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG）（WC+CO ）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT）（

4、 WC-TiC-CO）鎢鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（YA）（ WC-TaC(NbC)-CO ）鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（YW）（ WC-TiC-Ni-Mo） 以上四種硬質(zhì)合金的主要成分都是WC，故統(tǒng)稱為 WC WC 基硬質(zhì)合金基硬質(zhì)合金。碳化鈦基類硬質(zhì)合金（YN） 14上海大學(xué)2.4新型硬質(zhì)合金新型硬質(zhì)合金1）細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金152-8 超細(xì)晶粒整體硬質(zhì)合金涂層精密銑刀特點特點：使用細(xì)晶粒，加抑制劑，采用新進(jìn)的燒結(jié)工藝，多用于YG類合金，可以較大提高硬度、耐磨性、抗彎強度和韌性?？捎糜诩庸じ哂捕入y加工材料。上海大學(xué)2）涂層硬質(zhì)合金16特點特點：它將韌性材料和耐磨性材料通過涂層有機的結(jié)合在一起

5、，可以使壽命提高25倍2-10 硬質(zhì)合金涂層刀具上海大學(xué)3）高速鋼基硬質(zhì)合金17特點特點：以TiC或WC為硬質(zhì)相，以高速鋼為聯(lián)接相，用粉末冶金方法制成，性能介于高速鋼與硬質(zhì)合金之間。 可用于制造鉆頭、銑刀等復(fù)雜刀具。 但其導(dǎo)熱性差，容易過熱，切削時要充分冷卻，不適于高速切削2-11 高速鋼基硬質(zhì)合金銑刀上海大學(xué)3.新型硬質(zhì)合金研究情況1）高速、高效、高精度是當(dāng)今數(shù)控切削加工技術(shù)發(fā)展的方向; 而高速切削是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及機床刀具和材料等諸多領(lǐng)域的集成和創(chuàng)新。高檔數(shù)控機床是基礎(chǔ)，高性能刀具是關(guān)鍵，硬質(zhì)合金材料為刀具性能的提高提供了物質(zhì)保障。 2）一線品牌有瑞典山德維克Sandvik,以色列

6、依斯卡ISCAR,美國肯納金屬Kenna Metal等;二線品牌有日本三菱,中國株洲鉆石牌,德國瓦爾特等,三線品牌有臺灣,韓國以及國內(nèi)的自貢長城牌,株洲精誠牌,清河金剛牌18上海大學(xué)3）超細(xì)晶硬質(zhì)合金( 晶粒度0.5 m) 性能優(yōu)異，制備技術(shù)相對成熟，是高性能的硬質(zhì)合金刀具材料。（廈門金鷺特種合金有限公司和國家鎢材料工程技術(shù)中廈門金鷺特種合金有限公司和國家鎢材料工程技術(shù)中心心）4）硬質(zhì)合金涂層刀具： （ CVD和和PVD技術(shù)）技術(shù)）19上海大學(xué)4.硬質(zhì)合金刀具市場情況1）我國機床刀具目前的年銷售額大約為145億元，其中硬質(zhì)合金刀具所占的比重不足25%，但國內(nèi)制造業(yè)所需的硬質(zhì)合金刀具已經(jīng)占據(jù)刀具

7、的50%以上。2）一個工件成本構(gòu)成：204-1 工件成本比例圖上海大學(xué)3 3）質(zhì)量與服務(wù)落后等原因造成國產(chǎn)硬質(zhì)合金）質(zhì)量與服務(wù)落后等原因造成國產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具市場占有率低刀具市場占有率低 中國已經(jīng)成為世界上最大的機床消費國，從刀具產(chǎn)值來看，硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)量近年持續(xù)增長，而高速鋼刀具開始呈現(xiàn)下降趨勢。硬質(zhì)合金的進(jìn)出口量均顯著增長，主要的出口對象為亞洲，其次為歐洲，然后為北美及其他地區(qū)。 分析案例：國產(chǎn)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的市場占有率低分析案例：國產(chǎn)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的市場占有率低于進(jìn)口刀具，主要原因有于進(jìn)口刀具，主要原因有：（1）產(chǎn)品質(zhì)量意識不強。21上海大學(xué)（2）售前售后服務(wù)不完善。（3）小作坊生產(chǎn)方式仍占很大比重。（4）高速加工被普遍認(rèn)為是提高產(chǎn)量、降低制造成本的加工技術(shù)。 就現(xiàn)在的發(fā)展形勢看，刀具材料進(jìn)入硬質(zhì)合金為代表的發(fā)展時代。與高速鋼相比，硬質(zhì)合金具有更好的性能和更高的切削效率，它和超硬材料一起，是實現(xiàn)現(xiàn)代切削技術(shù)高效加工的重要保證。企業(yè)想要快速發(fā)展，就應(yīng)該進(jìn)行行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快生產(chǎn)基地的進(jìn)程建設(shè)。22上海大學(xué)5.參考文獻(xiàn)1 金屬切削原理及刀具，武文革