刀具材料的性能及分類

1、關(guān)于刀具材料的性能及分類現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共14頁1.3.2 普通刀具材料v1.3.2 普通刀具材料普通刀具材料v1高速鋼高速鋼v（1）概念概念：v高速鋼是一種含有鎢、鉬、鉻、釩等合金元素較高速鋼是一種含有鎢、鉬、鉻、釩等合金元素較多的工具鋼多的工具鋼 v（2）性質(zhì)性質(zhì)：v、高速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性、高速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性 v、高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性、高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性 v、高速鋼具有一定的硬度、高速鋼具有一定的硬度(6370HRC)和耐磨性和耐磨性 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共14頁v（3）高速鋼的分類）高速鋼的分類v 、普通高速鋼、普通高速鋼v A、鎢系高速鋼鎢系高速鋼 v優(yōu)點優(yōu)點：

2、鋼磨削性能和綜合性能好，通用性強(qiáng)。：鋼磨削性能和綜合性能好，通用性強(qiáng)。 v缺點缺點：碳化物分布常不均勻，強(qiáng)度與韌性不夠強(qiáng)，：碳化物分布常不均勻，強(qiáng)度與韌性不夠強(qiáng)，熱塑性差，不宜制造成大截面刀具。熱塑性差，不宜制造成大截面刀具。 v B、鎢鉬鋼鎢鉬鋼 v優(yōu)點優(yōu)點：減小了碳化物數(shù)量及分布的不均勻：減小了碳化物數(shù)量及分布的不均勻 v缺點缺點：高溫切削性能和：高溫切削性能和W18相比稍差。相比稍差。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共14頁v 、高性能高速鋼、高性能高速鋼 v優(yōu)點優(yōu)點：具有較強(qiáng)的耐熱性：具有較強(qiáng)的耐熱性 v缺點缺點：強(qiáng)度與韌性較普通高速鋼低，高釩高速鋼磨：強(qiáng)度與韌性較普通高速鋼低，高釩高速鋼磨削加

3、工性差。削加工性差。 v 、粉末冶金高速鋼、粉末冶金高速鋼 v優(yōu)點：優(yōu)點：無碳化物偏析，提高鋼的強(qiáng)度、韌性和無碳化物偏析，提高鋼的強(qiáng)度、韌性和硬度，硬度值達(dá)硬度，硬度值達(dá)6970HRC；保證材料各向同性，；保證材料各向同性，減小熱處理內(nèi)應(yīng)力和變形；磨削加工性好，磨削效減小熱處理內(nèi)應(yīng)力和變形；磨削加工性好，磨削效率比熔煉高速鋼提高率比熔煉高速鋼提高23倍；耐磨性好。倍；耐磨性好。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共14頁v2硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金v（1）概念概念：v硬質(zhì)合金是由難熔金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑經(jīng)粉末冶金硬質(zhì)合金是由難熔金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑經(jīng)粉末冶金方法制成。方法制成。v（2）硬質(zhì)合金的）硬質(zhì)合金的性能

4、特點性能特點v硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金優(yōu)點優(yōu)點：硬質(zhì)合金中高熔點、高硬度碳化物含：硬質(zhì)合金中高熔點、高硬度碳化物含量高，熱熔性好量高，熱熔性好 ,熱硬性好，切削速度高。熱硬性好，切削速度高。v硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金缺點缺點：脆性大，抗彎強(qiáng)度和抗沖擊韌性不：脆性大，抗彎強(qiáng)度和抗沖擊韌性不強(qiáng)?？箯潖?qiáng)度只有高速鋼的強(qiáng)?？箯潖?qiáng)度只有高速鋼的1/31/2，沖擊韌性只有，沖擊韌性只有高速鋼的高速鋼的1/41/35。v硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金力學(xué)性能力學(xué)性能主要由組成硬質(zhì)合金碳化物的種主要由組成硬質(zhì)合金碳化物的種類、數(shù)量、粉末顆粒的粗細(xì)和粘化劑的含量決定。類、數(shù)量、粉末顆粒的粗細(xì)和粘化劑的含量決定。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共14頁

5、v（2）普通硬質(zhì)合金的種類、牌號及適用范圍）普通硬質(zhì)合金的種類、牌號及適用范圍v按其化學(xué)成分的不同按其化學(xué)成分的不同可分為可分為 ：v、鎢鈷類鎢鈷類（WC+Co） v合金鈷含量越高，韌性越好，適于粗加工，鈷含量低，合金鈷含量越高，韌性越好，適于粗加工，鈷含量低，適于精加工。適于精加工。 v、鎢鈦鈷類鎢鈦鈷類（WC+TiC+Co） v類合金有較高的硬度和耐熱性，主要用于加工切屑類合金有較高的硬度和耐熱性，主要用于加工切屑成呈狀的鋼件等塑性材料。成呈狀的鋼件等塑性材料。 v、鎢鈦鉭（鈮）鈷類鎢鈦鉭（鈮）鈷類（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）v不但適用于加工冷硬鑄鐵、有色金屬及合金半精不但適用于

6、加工冷硬鑄鐵、有色金屬及合金半精加工，也能用于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼及耐熱加工，也能用于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼及耐熱合金鋼的半精加工和精加工。合金鋼的半精加工和精加工。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共14頁v、碳化鈦基類碳化鈦基類（WC+TiC+Ni+Mo） v用于精加工和半精加工，對于大長零件且加工精度用于精加工和半精加工，對于大長零件且加工精度較高的零件尤其適合，但不適于有沖擊載荷的粗加較高的零件尤其適合，但不適于有沖擊載荷的粗加工和低速切削。工和低速切削。v（3）超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金）超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金 v超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金多用于超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金多用于YG類合金，它的硬度和耐類合金，它的硬度和耐磨性得到較

7、大提高，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度也得到提高，磨性得到較大提高，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度也得到提高，已接近高速鋼。適合做小尺寸銑刀、鉆頭等，并可用已接近高速鋼。適合做小尺寸銑刀、鉆頭等，并可用于加工高硬度難加工材料。于加工高硬度難加工材料?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共14頁1.3.3 特殊刀具材料v1陶瓷刀具陶瓷刀具v（1）材料組成：材料組成：主要由硬度和熔點都很高的主要由硬度和熔點都很高的Al2O3、Si3N4等氧化物、氮化物組成，另外還有少量的金屬碳等氧化物、氮化物組成，另外還有少量的金屬碳化物、氧化物等添加劑，通過粉末冶金工藝方法制粉，化物、氧化物等添加劑，通過粉末冶金工藝方法制粉，再壓制燒結(jié)而成。再壓制燒

8、結(jié)而成。 v（2）常用種類：常用種類：Al2O3基陶瓷和基陶瓷和Si3N4基陶瓷基陶瓷v（3）優(yōu)點：優(yōu)點：有很高的硬度和耐磨性，刀具壽命比有很高的硬度和耐磨性，刀具壽命比硬質(zhì)合金高；具有很好的熱硬性，摩擦系數(shù)低，硬質(zhì)合金高；具有很好的熱硬性，摩擦系數(shù)低，切削力比硬質(zhì)合金小，用該類刀具加工時能提高切削力比硬質(zhì)合金小，用該類刀具加工時能提高表面光潔度。表面光潔度。 v（4）缺點：缺點：強(qiáng)度和韌性差，熱導(dǎo)率低。陶瓷最大缺強(qiáng)度和韌性差，熱導(dǎo)率低。陶瓷最大缺點是脆性大，抗沖擊性能很差。點是脆性大，抗沖擊性能很差。v（5）適用范圍：適用范圍：高速精細(xì)加工硬材料高速精細(xì)加工硬材料。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共1

9、4頁v2金剛石刀具金剛石刀具v（1）分類：分類：天然金剛石刀具；人造聚晶金剛石天然金剛石刀具；人造聚晶金剛石刀具；復(fù)合聚晶金剛石刀具。刀具；復(fù)合聚晶金剛石刀具。 v（2）優(yōu)點：優(yōu)點：極高的硬度和耐磨性，人造金剛石硬度極高的硬度和耐磨性，人造金剛石硬度達(dá)達(dá)10000HV，耐磨性是硬質(zhì)合金的，耐磨性是硬質(zhì)合金的6080倍；切倍；切削刃鋒利，能實現(xiàn)超精密微量加工和鏡面加工；很削刃鋒利，能實現(xiàn)超精密微量加工和鏡面加工；很高的導(dǎo)熱性。高的導(dǎo)熱性。v（3）缺點：缺點：耐熱性差，強(qiáng)度低，脆性大，對振動很耐熱性差，強(qiáng)度低，脆性大，對振動很敏感。敏感。v（4）適用范圍：適用范圍：用于高速條件下精細(xì)加工有色用于高

10、速條件下精細(xì)加工有色金屬及其合金和非金屬材料。金屬及其合金和非金屬材料。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共14頁v3立方氮化硼刀具立方氮化硼刀具v（1）概念）概念：立方氮化硼（簡稱：立方氮化硼（簡稱CBN）是由六方氮）是由六方氮化硼為原料在高溫高壓下合成?；馂樵显诟邷馗邏合潞铣伞（2）優(yōu)點）優(yōu)點：硬度高，硬度僅次于金剛石，熱穩(wěn)定：硬度高，硬度僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性好，較高的導(dǎo)熱性和較小的摩擦系數(shù)。性好，較高的導(dǎo)熱性和較小的摩擦系數(shù)。v（3）缺點）缺點：強(qiáng)度和韌性較差，抗彎強(qiáng)度僅為陶瓷刀具：強(qiáng)度和韌性較差，抗彎強(qiáng)度僅為陶瓷刀具的的1/51/2。 v（4）適用范圍）適用范圍：適用于加工高硬度淬火鋼、冷

11、硬鑄：適用于加工高硬度淬火鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金材料。它不宜加工塑性大的鋼件和鎳基鐵和高溫合金材料。它不宜加工塑性大的鋼件和鎳基合金，也不適合加工鋁合金和銅合金，通常采用負(fù)前合金，也不適合加工鋁合金和銅合金，通常采用負(fù)前角的高速切削。角的高速切削?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共14頁1.3.4 涂層刀具v（1）概念：概念：涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性較高的難熔金屬或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性較高的難熔金屬化合物而制成?；衔锒瞥?。v（2）常用的）常用的涂層材料涂層材料有：有：TiC、TiN、Al2O3等等 v（3）涂

12、層形式：涂層形式：可以采用單涂層和復(fù)合涂層可以采用單涂層和復(fù)合涂層 v（4）優(yōu)點：優(yōu)點：涂層刀具具有高的抗氧化性能和抗粘結(jié)涂層刀具具有高的抗氧化性能和抗粘結(jié)性能，因此具有較高的耐磨性性能，因此具有較高的耐磨性 v（5）適用范圍：適用范圍：主要用于車削、銑削等加工，由于成本較主要用于車削、銑削等加工，由于成本較高，還不能完全取代未涂層刀具的使用。不適合受力大和沖高，還不能完全取代未涂層刀具的使用。不適合受力大和沖擊大的粗加工，高硬材料的加工以及進(jìn)給量很小的精密切削。擊大的粗加工，高硬材料的加工以及進(jìn)給量很小的精密切削。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共14頁2.常用刀具材料 種種 類類常常 用用 牌牌 號

13、號主主 要要 性性 能能主主 要要 應(yīng)應(yīng) 用用碳素工具鋼碳素工具鋼含碳量較高的優(yōu)含碳量較高的優(yōu)質(zhì)碳鋼質(zhì)碳鋼T8A、T10A、T12A淬火后硬度高（達(dá)淬火后硬度高（達(dá)6365HRC）、價廉，）、價廉，但耐熱性差（但耐熱性差（200以下）以下）制造小型、手動和低速切制造小型、手動和低速切削工具，如手用鋸條和銼削工具，如手用鋸條和銼刀等刀等合金工具鋼合金工具鋼碳素工具鋼中加碳素工具鋼中加入少量入少量Cr、Si、W、Mn等元素等元素9SiCr、CrWMn、CrW5、GCr15淬透性、耐熱性（淬透性、耐熱性（220250）有所提）有所提高，熱處理變形小，高，熱處理變形小，制造手用鉸刀、圓板牙、制造手用鉸

14、刀、圓板牙、絲錐、刮刀等絲錐、刮刀等高速鋼高速鋼含含Cr、W、V等等元素較多的合金元素較多的合金工具鋼工具鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2它的耐熱性大大提高（它的耐熱性大大提高（540650），），從而耐磨性也有所提高，強(qiáng)度、韌度和從而耐磨性也有所提高，強(qiáng)度、韌度和工藝性都較好工藝性都較好廣泛用于制造較為復(fù)雜的廣泛用于制造較為復(fù)雜的各種刀具，如麻花鉆、銑各種刀具，如麻花鉆、銑刀、拉刀和齒輪刀具等，刀、拉刀和齒輪刀具等，也可用以制作車刀、刨刀也可用以制作車刀、刨刀等簡單刀具。等簡單刀具。硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金鎢鈷類鎢鈷類【由由WC和和Co組成組成】以高硬度、高熔以高硬度、高熔點的金屬炭化物點的金

15、屬炭化物（WC、TiC等）等）作基體，以作基體，以Co等等為粘結(jié)劑的粉末為粘結(jié)劑的粉末冶金制品冶金制品YG3、YG6、YG8(數(shù)字表示含鈷數(shù)字表示含鈷量的百分?jǐn)?shù)量的百分?jǐn)?shù))【相當(dāng)相當(dāng)于于ISO標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的K類類】其相對塑韌性好，但切削塑性材料時耐其相對塑韌性好，但切削塑性材料時耐磨性差，磨性差，Co含量少的，相對較脆、較耐含量少的，相對較脆、較耐磨磨適用于加工鑄鐵、青銅等適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料脆性材料鎢鈷鈦類鎢鈷鈦類【由由WC、TiC和和Co組組成成】YT5、YT15、YT30(數(shù)字表示數(shù)字表示TiC含量的百分?jǐn)?shù)含量的百分?jǐn)?shù))【相相當(dāng)于當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的P類類】其耐熱性，耐磨性均優(yōu)

16、于其耐熱性，耐磨性均優(yōu)于YG類，但韌類，但韌性較差。性較差。TiC含量愈多，則耐熱性、耐含量愈多，則耐熱性、耐磨性愈高，韌性愈小。磨性愈高，韌性愈小。適用加工一般鋼件適用加工一般鋼件鎢鈦鉭（鈮）鈷鎢鈦鉭（鈮）鈷類類【由由WC、TiC、TaC（NbC）和）和Co組成組成】YW1、YW2【相當(dāng)相當(dāng)于于ISO標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的M類類】兼有兼有YG、YT類的大部分優(yōu)良性能，被類的大部分優(yōu)良性能，被稱為通用合金，但價高稱為通用合金，但價高既可加工鑄鐵也可加工鋼，既可加工鑄鐵也可加工鋼，適合耐熱鋼、高錳鋼和不適合耐熱鋼、高錳鋼和不繡鋼的加工繡鋼的加工陶陶 瓷瓷 材材 料料，它通常制成刀，它通常制成刀片片陶瓷刀片硬度高，耐磨