用于金屬切削的旋轉刀具通常采用硬質合金(WC)作為基體材料,這是由于硬質合金在強度耐量、耐磨性、抗破裂韌性等機械性能上具有獨特的綜合優(yōu)勢。傳統(tǒng)的整體硬質合金旋轉刀具都是采用單一結構的基體材料,即整個基體都用同一種硬質合金牌號制造,這種結構的刀具在使用性能上存在較大的局限性乳的。

一般來說,鉆孔加工有一個顯著特點,從鉆頭的鉆尖中心到外線處的切削速度存在很大差異,即鉆頭外線處的旋轉速度遠遠高于鉆尖中心處的旋轉速度。這種現(xiàn)象極易導致單一基材硬質合金鉆頭的鉆尖中心切削刃過早失效,而這通常是因為硬質合金牌號硬度過高引起微崩刃所致武瘟；另一方面,鉆頭外緣部分的切削刃又可能因硬質合金牌號硬度過低而導致過早失效硼环。因此,在選擇單一基材鉆頭的硬質合金牌號時,必須對材料性能進行折衷權衡,以兼顧這兩種相互沖突的失效機理。

立銑刀在加工中承受較大的側向推力茴典。由于立銑刀具有較大的長徑比,因此在側向推力作用下會產(chǎn)生一定的撓曲,撓曲程度與硬質合金基體牌號密切相關狰宗。刀具的撓曲會對銑刀的切削深度和工件的尺寸精度產(chǎn)生不利影響白庙。與鉆頭的情況類似,在選擇立銑刀的硬質合金基體牌號時,也需要在兩種相互沖突的失效機理之間進行折衷權衡,即基體材料太硬時,刀具容易破損；較軟時,刀具又容易過快磨損甘沾。

如果硬質合金鉆頭和立銑刀采用復合結構的基體材料,即在刀具的不同部位,材料的物理特性根據(jù)加工需要而有所不同,則刀具切削性能將得到顯著改善,刀具使用壽命將大大提高搬设。

最近開發(fā)成功的新一代復合硬質合金牌號在不同部位具有不同的機械性能(包括材料的彈性模量、硬度撕捍、耐磨性拿穴、抗破裂韌性、拉伸強度忧风、抗蝕性默色、熱膨脹系數(shù)、熱傳導系數(shù)等)狮腿。這種新型復合硬質合金牌號與傳統(tǒng)旋轉刀具采用的單一硬質合金牌號的結構對比如圖1所示腿宰。新型復合硬質合金牌號由至少2種不同的硬質合金牌號構成,不同牌號之間按同軸方式排列,從而使制備出中心與外線部位具有木同機械性能的旋轉刀具基體成為可能。

采用復合結構硬質合金基體的旋轉刀具可大大擴展其切削速度-材料去除率的范圍蚤霞。如圖2所示,硬度高于92HRA的單一結構硬質合金牌號一般用于切削速度較高酗失、材料去除率較低的切削加工(如精加工)；而硬度低于90HRA的硬質合金牌號一般用于切削速度較低昧绣、材料去除率較高的切削加工(如粗加工)规肴。對于上述任何一種單一結構的硬質合金牌號,要擴展其加工范圍而又避免刀具過早失效,通常都是相當困難的。如采用復合結構的硬質合金基體,則有助于克服單一硬質合金牌號固有的局限性夜畴。例如,外緣硬度較高塞姻、芯部硬度較低的復合結構基體硬質合金刀具可以適應高硬度牌號的切削速度和低硬度牌號的材料去除進行切削加工。顯而易見,這種刀具可實現(xiàn)的加工范圍取決于構成復合硬質合金基體的不同硬質合金牌號的選用的惕。

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