一舰搜、刀具材料應(yīng)具備的性能

　　性能優(yōu)良的刀具材料芬过，是保證刀具高效工作的基本條件。刀具切削部分在強(qiáng)烈摩擦蚪桐、高壓佣今、高溫下工作，應(yīng)具備如下的基本要求紫侵。
高硬度和高耐磨性
　　刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬靠汁，這是刀具材料必備的基本要求，現(xiàn)有刀具材料硬度都在60HRC以上闽铐。刀具材料越硬蝶怔，其耐磨性越好，但由于切削條件較復(fù)雜兄墅，材料的耐磨性還決定于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性踢星。
足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性
　　強(qiáng)度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎與刀桿折斷所應(yīng)具備的性能。一般用抗彎強(qiáng)度來(lái)表示隙咸。
　　沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力沐悦，一般地，硬度越高五督，沖擊韌性越低藏否，材料越脆。硬度和韌性是一對(duì)矛盾充包，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵副签。
高耐熱性
　　耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)基矮。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度淆储、耐磨性、強(qiáng)度棕凉、抗氧化灯彩、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。
良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性
　　為了便于制造桃镐，刀具材料應(yīng)有良好的工藝性阵蔚，如鍛造、熱處理及磨削加工性能杈鸵。當(dāng)然在制造和選用時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性扶免。當(dāng)前超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用都較貴努墩，但其使用壽命很長(zhǎng)，在成批大量生產(chǎn)中紧视，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低引晌。因此在選用時(shí)一定要綜合考慮。

　　二硝荚、常用刀具材料

　　常用刀具材料有工具鋼赌骏、高速鋼、硬質(zhì)合金焙蹭、陶瓷和超硬刀具材料晒杈，目前用得最多的為高速鋼和硬質(zhì)合金。
高速鋼
　　高速鋼是一種加人了較多的鎢孔厉、鉻拯钻、釩、相等合金元素的高合金工具鋼撰豺，有良好的綜合性能粪般。其強(qiáng)度和韌性是現(xiàn)有刀具材料中最高的。高速鋼的制造工藝簡(jiǎn)單污桦，容易刃磨成鋒利的切削刃亩歹；鍛造、熱處理變形小寡润，目前在復(fù)雜的刀具捆憎，如麻花鉆、絲錐梭纹、拉刀、齒輪刀具和成形刀具制造中致份，仍占有主要地位晶襟。
　　高速鋼可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。
　　普通高速鋼挣仅，如W18Cr4V廣泛用于制造各種復(fù)雜刀具笼肴。其切削速度一般不太高，切削普通鋼料時(shí)為40-60m/min胀司。
　　高性能高速鋼峦爪，如W12Cr4V4Mo是在普通高速鋼中再增加一些含碳量、含釩量及添加鈷坚达、鋁等元素冶煉而成的辅蜡。它的耐用度為普通高速鋼的1.5-3倍。
　　粉末冶金高速鋼是70年代投入市場(chǎng)的一種高速鋼鹦卫，其強(qiáng)度與韌性分別提高30%-40%和80%-90%．耐用度可提高2-3倍迅撑。目前我國(guó)尚處于試驗(yàn)研究階段门贫，生產(chǎn)和使用尚少。
硬質(zhì)合金
　　按GB2075—87(參照采用ISO標(biāo)準(zhǔn))可分為P驼功、M玷秋、K三類，P類硬質(zhì)合金主要用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬递沪，用藍(lán)色作標(biāo)志豺鼻；M類主要用于加工黑色金屬和有色金屬，用黃色作標(biāo)志款慨，又稱通用硬質(zhì)合金拘领，K類主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料樱调，用紅色作標(biāo)志约素。
P、M笆凌、K(后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示其性能和加工時(shí)承受載荷的情況或加工條件圣猎。數(shù)字愈小，硬度愈高乞而，韌性愈差送悔。
P類相當(dāng)于我國(guó)原鎢鈦鈷類，主要成分為WC+TiC+Co爪模，代號(hào)為YT欠啤。
K類相當(dāng)于我國(guó)原鎢鈷類，主要成分為WC+Co叮褐，代號(hào)為YG称桶。
M類相當(dāng)于我國(guó)原鎢鈦鉭鈷類通用合金，主要成分為WC+TiC+TaC(NbC)+Co炕常，代號(hào)為YW枚甫。

　　三、涂層刀具簡(jiǎn)述

　　涂層刀具是近20年出現(xiàn)的一種新型刀具材料贿魄，是刀具發(fā)展中的一項(xiàng)重要突破胎拥，是解決刀具材料中硬度、耐磨與強(qiáng)度秕颖、韌性之間矛盾的一個(gè)有效措施角术。涂層刀具是在一些韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性高的難熔化金屬化合物而獲得的疚函。常用的涂層材料有TiC持结、TiN和Al2O3等。本世紀(jì)70年代初首次在硬質(zhì)合金基體上涂覆一層碳化鈦(TiC)后棵章，把普通硬質(zhì)合金的切削速度從80m/min提高到180m/min挨让。1976年又出現(xiàn)了碳化鈦—氧化鋁雙涂層硬質(zhì)合金枚冗，把切削速度提高到250m/min。1981年又出現(xiàn)了碳化鈦-氧化鋁-氮化鈷三涂層硬質(zhì)合金蛇损，使切削速度提高到300m/min赁温。
　　在高速鋼基體上刀具涂層多為T(mén)iN，常用物理氣相沉積法(PVD法)涂覆淤齐，一般用于鉆頭股囊、絲錐、銑刀更啄、滾刀等復(fù)雜刀具上稚疹，涂層厚度為幾微米，涂層硬度可達(dá)80HRC祭务，相當(dāng)于一般硬質(zhì)合金的硬度内狗，耐用度可提高2—5倍，切削速度可提高20%-40%o
　　硬質(zhì)合金的涂層是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上义锥，涂覆一層幾微米至十幾微米厚的高耐磨柳沙、難熔化的金屬化合物，一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)拌倍。我國(guó)株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的涂層硬質(zhì)合金的涂層厚度可達(dá)9µm赂鲤，表面硬度可達(dá)2500-4200HV。
　　目前各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)涂層刀具的研究和推廣使用方面發(fā)展非常迅速京思。處于領(lǐng)先地位的瑞典涛闺，在車(chē)削上使用涂層硬質(zhì)合金刀片已占到70%-80%，在銑削方面已達(dá)到50%以上须涕。但是涂層刀具不適宜加工高溫合金征离、鈦合金及非金屬材料，也不適宜粗加工有夾砂掘顾、硬皮的鍛鑄件到讽。

　　四、金剛石刀具

　　金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具累踱。天然金剛石具有自然界物質(zhì)中最高的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)c但由于價(jià)格昂貴，加工苏狠、焊接都非常困難惫借，除少數(shù)特殊用途外 (如手表精密零件、光飾件和首飾雕刻等加工)钻宠，很少作為切削工具應(yīng)用在工業(yè)中堰洛。隨著高技術(shù)和超精密加工日益發(fā)展。例如微型機(jī)械的微型零件谷市，原子核反應(yīng)堆及其它高技術(shù)領(lǐng)域的各種反射鏡蛔垢、導(dǎo)彈或火箭中的導(dǎo)航陀螺击孩，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)芯片、加速器電子槍等超精密零件的加工鹏漆，單晶大然金剛石能滿足上述要求巩梢。近年來(lái)開(kāi)發(fā)了多種化學(xué)機(jī)理研磨金剛石刀具的方法和保護(hù)氣氛釬焊金剛石技術(shù)．使天然金剛石刀具的制造過(guò)程變得比較簡(jiǎn)易．因此，在超精密鏡面切削的高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域．天然金剛石起到了重要作用艺玲。
　　20世紀(jì)50年代利用高溫高壓技術(shù)人工合成金剛石粉以后括蝠，70年代制造出金剛石基的切削刀具即聚晶金剛石(PCD)。PCD晶粒呈無(wú)許許序排列狀態(tài)．不具方向性饭聚，因而硬度均勻忌警。它有很高的硬度和導(dǎo)熱性，低的熱脹系數(shù)秒梳。高的彈性模量和較低的摩擦系數(shù)法绵，刀刃非常鋒利。它可加丁各種有色金屬和極耐磨的高性能非金屬材料酪碘，如鋁熏萎、銅、鎂及其合金王捧、硬質(zhì)合金学释、纖維增塑材料、金屬基復(fù)合材料匹忙、木材復(fù)合材料等粱思。
　　三種主要金剛石刀具材料——PCD、CVD厚膜和人工合成單晶金剛石各自的性能特點(diǎn)為：PCD焊接性绣峰、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最高槐芹，抗磨損性和刃口質(zhì)量居中，抗腐蝕性最差掩软。CVD厚膜抗腐蝕性最好填阅，機(jī)械磨削性、刃口質(zhì)量和斷裂韌性和抗磨損性居中侮夸，可焊接性差茶壹，人工合成單晶金剛石刃口質(zhì)量、抗磨損性和抗腐蝕性最好揍庄，焊接性咆蒿、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最差。
　　金剛石刀具是目前高速切削(2500~5000m/min)鋁合金較理想的刀具材料蚂子，但由于碳對(duì)鐵的親和作用沃测，特別是在高溫下，金剛石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)食茎，因此它不宜于切削鐵及其合金工件蒂破。

　　五馏谨、立方氮化硼

　　立方氮化硼(CBN)是純?nèi)斯ず铣傻牟牧稀Ｋ?0世紀(jì)50年代末用制造金剛石相似的方法合成的第二種超硬材料——CBN微粉附迷。由于CBN的燒結(jié)性能很差惧互，直至70年代才制成立方氮化硼結(jié)塊(聚晶立方氮化硼PCBN)，它是由CBN微粉與少量粘結(jié)相(Co挟秤、Ni或TiN壹哺、TiC或Al2O3)在高溫高壓下燒結(jié)而成。CBN是氮化硼的致密相艘刚，有很高的硬度(僅次于金剛石)和耐熱性(1300管宵、1500度)，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定件(遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石)和導(dǎo)熱性悲尝，低的摩擦系數(shù)宇涵。PCBN與Fe族元素親和性很低，所以它是高速切削黑色金屬較理想的刀具材料吐梗。

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