金剛石刀具知識點

1、刀具基礎(chǔ)知識一、刀具材料應(yīng)具備的性能；A,高的硬度和高耐磨性1 .硬度是刀具材料應(yīng)具備的基本特性2 .耐磨性是指材料抵抗磨損的能力。B,足夠的強度和韌性1.強度是刀具材料抵抗破壞的能力2,韌性是指材料發(fā)生斷裂時外界做功的大小。3 .高的耐熱性和熱傳性4 .良好的工藝性和經(jīng)濟性1）切削性能目前刀具材料分四大類：工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷及超硬刀具材料等。各熱刀具材料的主要物理力學(xué)忤就材料種類哽度HRC(HRA)抗雪強度GPa沖擊值/(XUcm*)熱&率耐熱性/V釧碟索L具鋼60-65(81.2-84)2.16%414S7200-250介金匚具鋼60-65(81.2-84)2354L87300-400

2、高速鋼63-70(83:S6.6)1.96-4.410.098-0.58816.75-25.1600700|Xr銬銘類(89-9L5)1.08-2.160.019-0.05975.4-87.9800拎鈦鈦美(89-92,5)0.S82-1370.0029-0.0068209、62.8900質(zhì)AFT金含有碳化留*鋸類C92)7471000-1100碳化鈦基類(92-93.3)078-1.081000軟化將陶瓷0.44-0.6861200向ft強化鋁喋化物】混合陶瓷”95)0.71-0.8800049-o.oir41.9-20.931100揩理匯方源化期HVSOOO-9000-0.29475.55

3、1400-1500材料人造金剛石HV100000.21-048146.54700-800常用的刀具材料、工具鋼1 .碳素工具鋼碳素工具鋼是含碳量為0.65%1.3%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。常用的鋼號有T7A、T8A等。耐熱溫度：200c300C。2 .合金工具鋼1868年，英國的穆舍特制成含鴇的合金工具鋼。在碳素工具鋼中加入適當?shù)脑劂懀–r）、硅常用的合金工具鋼有9CrSi,CrWMn等（Si）、鎰（Mn）、鈕（V）、鴇（W）等煉成的。耐熱溫度：325C400o主要用于制造細長的或截面積大、刃形復(fù)雜的刀具。二，高速鋼高速鋼是一種富含鴇（W）、銘（Cr）、鋁（Mo）、鈕（V）等元素的高合金工具鋼。美國的

4、F.W泰勒和M.懷特于1898年創(chuàng)制的。含碳量一般在0.701.65%之間。耐熱溫度：500C650o高速鋼的抗彎強度是硬質(zhì)合金的35倍，沖擊韌性是硬質(zhì)合金的610倍常用皂速釗的珅美，牌號及主蔓沖鼠鋼號牌號；SHRC抗彎強度/GPa沖擊俏（Mln?）常過500T;eoor普通W18Cr4V63-665648.52.94-3.330.172-0331島速鋼W6Mo5Cr4V263-6655-564773,43-3.920294-039211.(高碳95Wl&Cr4V367f6g59“-2.920.166-0216性用機W6Mo?Cr4V365-6751,7*3.1360245能含結(jié)W6Mo5Cr

5、4V2CoS66f6s54-2920.294雷9cEVC0g67-7060552.65-3.720.225-0294含IBW6Mo5Cr4V2Al67696055_2.84-3.820,225-0294鋼W10Mo4Cr4V3Al67-69603.04-3-430.196-02741.普通高速鋼（HSS2.鴇系高速鋼：W18Cr4V（W18）3.具有較好的綜合性能，可制造復(fù)雜刃型的刀具。但由于鴇是稀有金屬，現(xiàn)在很少使用。4.鴇鋁系高速鋼：W6Mo5Cr4V2（M2）5.M2的碳化物顆粒小，分布均勻，具有較高的抗彎強度、塑性、韌性和耐磨性。又因為鋁的存在，使其熱塑性非常好。2.高性能高速鋼（HS

6、S-ECo)、鋁等元素的新鋼種。高性能高速鋼是在普通高速鋼中增加一些碳、鈕及添加鉆(鉆高速鋼：W2Mo9Cr4VCo8(M42)一種含鉆的超硬高速鋼，常溫硬度67HRC-69HRC具有良好的綜合性能。鋁高速鋼：W6Mo5Cr4V2Al在M2的基礎(chǔ)上加Al、增C,提高了鋼的耐熱性和耐磨性。在600c時的硬度能達到54HRQ其切削性能較好，應(yīng)用廣泛。3 .粉末冶金高速鋼(HSS-PM)粉末冶金高速鋼是把煉好的高速鋼液，在保護性氣罐中，在高壓僦氣或純氮氣等惰性氣體中霧化成細小粉末，并在高速冷卻下獲得細小而均勻的結(jié)晶組織，然后將粉末在高溫高壓下壓制成致密的鋼坯，最后用一般鍛造或軋制方法成形。其碳化物顆

7、粒小、分布均勻，有良好的各向同性的力學(xué)性能，熱處理變形小，耐磨性和可磨性好。用于制造各種復(fù)雜形狀的高性能刀具、精密刀具；該種鋼的冶煉成本高，國內(nèi)應(yīng)用較少。三，硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是以碳化鴇(WC),碳化鈦(TiC)粉末為主要成分，并以鉆、鋁、饃(Ni)為粘結(jié)劑在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。1923年，德國的施勒特爾往碳化鴇粉末中加入10%20%的鉆做粘結(jié)劑，發(fā)明了碳化鴇和鉆的新合金，硬度僅次于金剛石。這是世界上人工制成的第一種硬質(zhì)合金。1.硬質(zhì)合金的主要性能(1)硬度高；常溫硬度達8994HRA一般情況下，硬度越高者可允許的切削速度越高，而韌性越高者可承受的切削力越大。(2)耐熱性

8、好；(3)抗彎強度和沖擊韌性比高速鋼低；(4)可加工性差。耐熱溫度：800C1000C。京用耍痍合金的成分科物理力學(xué)忖能化學(xué)成分,累密的(tW)寸熱系數(shù)W（rnK）w/HRA擾彎強度.GPa類掰牌號WCTiCTaCNbCCoYG3X971000C化學(xué)惰性低惰性大惰性小惰性小惰性大耐磨性低低較高得1最高最高很高加工質(zhì)量一般精度R0.8IT7-8高精度R,-0.1-0.05氏=040.2IT5-6加工對象低速加工一般鋼材、鑄鐵一般鋼材、鑄鐵粗、精加工IT7-8一般鋼材、鑄鐵粗、精加工高硬度鋼材精加工IT5-6硬質(zhì)合金、銅、鋁有色金屬及其合金、陶瓷等高硬度材料可替代磨削淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難

9、加工材料一、超硬刀具材料超硬刀具是指用天然單晶金剛石及性能與之相近的人造金剛石和立方氮化硼作為切削部分的刀具。超硬刀具出現(xiàn)于20世紀50年代，主要包括金剛石刀具和立方氮化硼刀具。二、超硬刀具的類型人造聚晶金剛石(PCD或聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具；人造聚晶金剛石(PCD或聚晶立方氮化硼(PCBN)復(fù)合片刀具；超硬材料涂層刀具；電鍍金剛石或電鍍立方氮化硼。1.PCD或PCBN刀具PCD又稱為金剛石燒結(jié)體，是在高溫高壓作用下，通過鉆等結(jié)合劑將人造金剛石的單晶粉聚晶成的多晶體材料。PCBN是CBN單晶粉的燒結(jié)體可任意取向刃磨，抗磨損能力強；原料來源豐富，其價格遠低于ND刀具；可采用較高的切削速度

10、和較大的背吃刀量；晶粒尺寸大，切削刃較粗糙，刃口質(zhì)量差。2. PCD或PCBN復(fù)合片刀具以硬質(zhì)合金為基底，在其表面燒結(jié)或壓制一層0.51mm厚的PCD或PCBN而組成的金剛石復(fù)合片或立方氮化硼復(fù)合片。這種復(fù)合片的抗彎強度與硬質(zhì)合金基本一致，而工作表面的硬度接近PCD或PCBN且可焊性好，重磨容易，成本低，故應(yīng)用廣泛。PtPt四、超硬刀具的合理使用1 .正確選用刀片的種類和牌號2 .PCD或PCBN刀片的使用性能與其晶粒尺寸的大小有關(guān)。晶粒尺寸越大，耐磨性越好,刀具的壽命越高，但切削刃較粗糙，刃口質(zhì)量差。3 .粗晶粒晶粒的平均尺寸為2050m；4 .中晶粒晶粒的平均尺寸為1020m；5 .細晶粒

11、晶粒的平均尺寸為210m。6 .2 .選取合適的切削用量3 .防止水解作用4 .立方氮化硼刀具能承受12501350c的切削溫度，但在1000c左右高溫下，CBN會同水蒸氣及空氣中的氧起反應(yīng)，生產(chǎn)氨和硼酸，這種化學(xué)反應(yīng)稱為水解作用。5 .會加速刀具的磨損。在濕式切削時，忌用水溶液作切削液，須用帶極壓添加劑的水溶液或極壓切削油，以減弱水解作用。6 .刀具材料應(yīng)具備的性能：足夠的硬度和耐磨性、足夠的強度與韌性、較高的耐熱性、較好的工藝性、較好的傳熱性、經(jīng)濟性。7 .工具鋼包括碳素工具鋼和合金工具鋼。碳素工具鋼主要用于制造手用刀具、低速及小進給量的機用刀具。合金工具鋼比碳素工具鋼有較高的淬透性、韌性

12、、耐磨性和耐熱性。主要用于制造細長刀具或截面積大、刃形復(fù)雜的刀具。8 .高速鋼按切削性能分為普通高速鋼、高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼。與工具鋼相比，高速鋼有較高的硬度、耐磨性以及強度和韌性。與硬質(zhì)合金相比，高速鋼的最大優(yōu)點是可加工性好并具有良好的綜合力學(xué)性能。高速鋼仍是主要用于制造形狀復(fù)雜的刀具。高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼適于制造切削難加工材料的各種精密刀具和形狀復(fù)雜刀具。9 .硬質(zhì)合金刀具材料有YG類、YT類、YW類三種。具有高硬度、高耐磨性、高耐熱性、抗彎強度低、可加工工藝性差等特點。YG類硬質(zhì)合金主要用于加工形成短切屑的鑄鐵、有色金屬及非金屬等脆性材料以及淬硬鋼、高強度鋼、奧氏體不銹鋼

13、等難加工材料。YT類硬度合金主要用于加工形成長屑的鋼材等塑性材料。YW類主要是加工鋼料和難加工材料的半精加工和精加工陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性及耐熱性，抗擴散和抗粘結(jié)能力強。最大缺點是強度低、韌性差。適用于鋼、鑄鐵及塑性大的材料的半精加工和精加工，尤其對于冷硬鑄鐵、淬硬鋼等高硬度材料零件加工特別有效；但不適于機械沖擊和熱沖擊大的加工場合。金鋼石和立方氮化硼屬于超硬刀具材料主要用于精加工。金剛石目前主要用于磨具及磨料，作為刀具多在高速下對有色金屬及非金屬材料進行精細車削及鏈孔，注意不能加工鐵等黑色金屬。立方氮化硼用于加工鋼鐵等黑色金屬，特別是加工高溫合金、淬火鋼、冷硬鑄鐵等難加工材料。目前常用的超硬刀具有PCD刀具、PCBN刀具、PCD復(fù)合片刀具以及PCBN復(fù)合片刀具。超硬刀具具有硬度極高、耐磨性好、刃口鋒利、熱導(dǎo)率高等