金屬切削-第四章-史留勇

金屬切削原理與刀具JINSHUQIEXIAOYUANLIYUDAOJU史留勇主講第四章刀具材料本章應(yīng)知本章應(yīng)會(huì)

1.了解各種刀具材料及其性能。

2.了解各種刀具材料的適用性。

依加工條件的不同合理選擇刀具材料

常用的有高速鋼和硬質(zhì)合金材料。第一節(jié)概述一、刀具材料的性能（1）切削性能（2）工藝性能（3）經(jīng)濟(jì)性能（4）適應(yīng)性能二、刀具材料的類型1.刀體材料一般刀體均用普通碳鋼或合金鋼制作。常用45鋼或40Cr制造。機(jī)夾、可轉(zhuǎn)位如9SiCr或GCr15等制成刀體。第一節(jié)概述2.切削部分材料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。第一節(jié)概述表4-1各種刀具材料的物理力學(xué)性能第二節(jié)高速鋼一、高速鋼刀具材料的性能

制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復(fù)雜刀具時(shí)，高速鋼占據(jù)著重要地位。推廣使用粉末冶金高速鋼（PMHSS）和涂層高速鋼。二、高速鋼刀具材料的種類和特點(diǎn)1.通用型高速鋼（1）鎢鋼W18Cr4V，鎢鋼已很少采用，鎢鉬系高速鋼取代。（2）鎢鉬鋼鎢用鉬代W6Mo5Cr4V2簡稱M2，W9Mo3Cr4V簡稱W9第二節(jié)高速鋼2.粉末冶金高速鋼1）強(qiáng)度和韌性是熔煉鋼的2倍和2.5～3倍。

2）硬度能提高1～1.5HRC，碳化物顆粒不易剝落，耐磨性也提高。3）可磨削性較好。

4）各向同性，PMHSS適合制造鉆頭、拉刀、螺紋刀具、滾刀、插齒刀等復(fù)雜刀具。在粉末冶金高速鋼表面進(jìn)行PVD涂層TiC、TiCN、TiAlN后，切削速度可進(jìn)一步提高。第三節(jié)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由硬度和熔點(diǎn)很高的碳化物（稱硬質(zhì)相）和金屬（稱粘結(jié)相）通過粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合金按晶粒大小可分為：普通硬質(zhì)合金、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金按主要化學(xué)成分可分為：碳化鎢基硬質(zhì)合金和碳（氮）化鈦［TiC（N）］基硬質(zhì)合金。第三節(jié)硬質(zhì)合金碳化鎢基硬質(zhì)合金鎢鈷類（YG）:K鎢鈷鈦類（YT）:P添加稀有碳化物類（YW）:M第三節(jié)硬質(zhì)合金一、碳化鎢基硬質(zhì)合金

1.鎢鈷類（YG）硬質(zhì)合金

我國生產(chǎn)的常用牌號(hào)有YG3、YG3X、YG6、YG6X和YG8等。YG類合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。2.鎢鈷鈦類（YT）硬質(zhì)合金除WC外，另含有5%～30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的TiC。常用牌號(hào)有YT5、YT14、YT15及YT30，YT類合金的硬度提高了，但抗彎強(qiáng)度特別是沖擊韌度顯著降低。較高的耐熱性時(shí)，應(yīng)選用TiC含量較高的牌號(hào)。受沖擊和振動(dòng)，則選用TiC含量低的牌號(hào)。第三節(jié)硬質(zhì)合金3.添加稀有碳化物類（YW）硬質(zhì)合金YW1和YW2（國際上為M類）。YW類合金兼具YG、YT類合金的性能，用于加工鋼料，又可用于加工鑄鐵和有色金屬。用于各種難加工材料的粗加工和斷續(xù)切削。第三節(jié)硬質(zhì)合金二、碳（氮）化鈦基硬質(zhì)合金金屬陶瓷，高速切削加工刀具材料，比普通硬質(zhì)合金提高20%～50%。在鋼的高速切削，特別是對表面粗糙度值要求較低的粗加工和半精加工中，TiC（N）基合金是最好的。三、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金普通硬質(zhì)合金晶粒為3～5μm，一般細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的晶粒度為1.5μm左右，微細(xì)晶粒合金為0.5～1μm，而超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金WC的晶粒度在0.5μm以下。第四節(jié)陶瓷陶瓷刀具廣泛用于高速切削、干切削、硬切削以及難加工材料的切削加工?！耙攒嚧ァ保黄渲幸匝趸X（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）應(yīng)用最多。在上述基體中，相應(yīng)添加TiC、SiC、TiB2等作粘結(jié)劑燒結(jié)即成為陶瓷刀具坯料。一、陶瓷刀具的特性陶瓷刀具的特性（1）硬度高、耐磨性能好（2）耐高溫、耐熱性好（3）化學(xué)穩(wěn)定性好（4）摩擦系數(shù)低（5）原料豐富第四節(jié)陶瓷二、陶瓷刀具的制備原材料處理配比進(jìn)行配料細(xì)化球磨干燥過篩燒結(jié)成型磨削加工，電火花線切割陶瓷刀具產(chǎn)品三、陶瓷刀具的種類1.氧化鋁—碳化物系陶瓷

2.氮化硅基陶瓷刀具第五節(jié)超硬刀具材料一、金剛石1.金剛石刀具材料性能特點(diǎn)（1）極高的硬度和耐磨性（2）各向異性（3）具有很低的摩擦系數(shù)（4）切削刃非常鋒利（5）具有很高的導(dǎo)熱性能第五節(jié)超硬刀具材料2.金剛石刀具材料的種類（1）天然單晶金剛石刀具超精密鏡面切削切削刀具必須是大顆粒，人工合成大顆粒沒有大量進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。（2）人造聚晶金剛石簡稱PCD，在高溫高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成。應(yīng)用廣泛。PCD只能用于有色金屬和非金屬的精切，很難達(dá)到超精密精面切削。第五節(jié)超硬刀具材料二、立方氮化硼簡稱CBN，是由六方氮化硼（白石墨）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的。1.立方氮化硼刀具材料的種類

CBN單晶主要用于制作磨料和磨具。

PCBN高溫高壓下將微細(xì)的CBN材料通過結(jié)合相燒結(jié)在一起的多晶材料，硬度僅次于金剛石用于制作刀具和其他工具。

2.立方氮化硼的主要性能特點(diǎn)（1）高的硬度材料和耐磨性（2）具有很高的熱穩(wěn)定性第五節(jié)超硬刀具材料（3）優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性（4）具有較好的熱導(dǎo)性（5）具有較低的摩擦系數(shù)3.立方氮化硼刀具適合加工的工件材料1.對刀具材料應(yīng)有哪些基本要求?它們對刀具的切削性能有何影響?

2.高速鋼刀具材料有哪些性能特點(diǎn)?適用于什么加工范圍?

3.常用硬質(zhì)合金刀具材料有哪些種類?各有何性能特點(diǎn)?適用于什么

加工范圍?

4.陶瓷及超硬刀具材料各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?其