【編者按】金屬切削刀具材料特性是金屬切削刀具必須能在切削高溫下同時(shí)保持高硬度(或高屈服強(qiáng)度)和高斷裂強(qiáng)度。【參閱高速銑刀安全性技術(shù)措施】
(1)高溫強(qiáng)度
金屬切削刀具必須能在切削高溫下同時(shí)保持高硬度(或高屈服強(qiáng)度)和高斷裂強(qiáng)度废徙。在斷續(xù)切削時(shí)紧贪,后者尤其重要。高導(dǎo)熱率也是刀具應(yīng)該具備的一項(xiàng)特性爵孔,因?yàn)樗梢詼p輕刀具材料局部熱軟化的傾向藤该。
碳化物、氮化物和氧化物的高耐熱性神阔,表明了它們作為保護(hù)性PVD或CVD薄涂層的潛能里状,而當(dāng)它們以微小顆粒的形式存在于刀具材料中時(shí),也具有顯著的強(qiáng)化作用吩捞。然而鳞编,它們作為強(qiáng)化元素存在于工件材料中的情況也很常見,在這種情況下渐扮,它們會(huì)加劇刀具的磨粒磨損论悴。
(2)斷裂強(qiáng)度與硬度
高硬度與高脆性是聯(lián)系在一起的墓律,對(duì)金屬材料進(jìn)行強(qiáng)化(如經(jīng)過馬氏體淬硬膀估、硬質(zhì)顆粒彌散等處理而獲得高速鋼)通常會(huì)導(dǎo)致材料的斷裂強(qiáng)度降低。
高速鋼刀具適合加工的常見工件材料
一般來(lái)說耻讽,用高速鋼刀具切削加工的工件材料的宏觀硬度都要低于刀具硬度察纯。然而,許多工件材料中包含的一些成分(如碳化物针肥、氮化物和氧化物)的硬度(HV1500-3000)和耐熱性都要高于高速鋼刀具基體饼记,并會(huì)通過磨蝕加快刀具失效。在切屑形成過程中慰枕,工件材料的高韌性具则、大的斷裂伸長(zhǎng)率(延展性)和加工硬化能力都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生切削高溫。而高溫會(huì)降低高速鋼刀具的強(qiáng)度捺僻,同時(shí)還會(huì)加劇刀具與工件材料之間的化學(xué)反應(yīng)乡洼,增大形成金屬間相的可能性。這將增大刀具與工件材料之間的摩擦嚼讹,從而進(jìn)一步加劇這種不利狀況。
在比較刀具材料與工件材料的機(jī)械性能時(shí)波耗,必須考慮的另一個(gè)事實(shí)是脊腺,切屑的形成通常是在極高的剪切率下發(fā)生的⌒萘玻考慮到很高的應(yīng)變率茉园,工件材料曲線會(huì)上升,從而使碳鋼相應(yīng)的RT硬度可以與切削刃在其工作溫度下的硬度很好地匹配史糕。在斷續(xù)切削時(shí)汁讹,當(dāng)溫度很高的切削刃突然切入冷的工件材料時(shí)诞书,需要特別注意這種情況。
刀具磨損的類型
以正交切削作為研究模型棋裳,高速鋼刀具磨損的一般特征包括月牙洼磨損快檀、后刀面磨損、刀尖磨損凭协、刃口崩刃都晶、刻劃磨損等。刀具的切削性能主要取決于切削方式丸冕、切削參數(shù)耽梅、工件材料和刀具材料,它還會(huì)受到刀尖磨損胖烛、后刀面磨損眼姐、月牙洼磨損、刃口崩刃或這些因素共同作用的制約佩番。取決于同樣這些參數(shù)众旗,刀具磨損或者以磨粒磨損的方式逐漸發(fā)生;或者通過產(chǎn)生塑性變形的粘結(jié)磨損方式答捕;或者通過離散斷裂機(jī)制逝钥,造成刀具材料越來(lái)越多的分散喪失;或者是通過這些機(jī)制的綜合作用拱镐。下面艘款,我們分別利用一些使用過的高速鋼滾刀的掃描電子顯微鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡(OM)顯微照片,舉例說明各類磨損機(jī)制沃琅。
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