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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 模具制造中的刀具材料及其选用【体会共享】内容来源网络,由 深圳机械展 11 万,1100 多家展商,超 10 万观众 收集 整理！更多 cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人 工厂、精密测量、 3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展现,就在深圳机械展 . 刀具材料, 主要指刀具切削部分的材料；刀具切削性能的优劣,直接影响着生产效率、加工质量和生产成本； 而刀具的切削性能,第一取决于切削部分的材料；其次是几何外形及刀具结构的挑选和设计是否合理；一.对刀具材料的基本要求在切削过程中, 刀具切削部分不仅要承
2、担很大的切削力,而且要承担切屑变形和摩擦产生的高温,要保持刀具的切削才能,刀具应具备如下的切削性能：刀具材料的硬度必需高于工件材料的硬度；常温下,一般应在具材料的硬度越高,耐磨性也越好；HRC60 以上；一般说来,刀刀具切削部分要承担很大的切削力和冲击力,因此,刀具材料必需要有足够的强度和韧性；刀具材料的耐热性,是指在高温下仍能保持其硬度和强度；耐热性越好, 刀具材料在高温时抗塑性变形的才能、抗磨损的才能也越强；刀具材料的导热性越好,切削时产生的热量越容易传导出去,从而降低切削部分的温度,减轻刀具磨损；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - -
3、- - - - - 为便于制造,要求刀具材料具有良好的可加工性；包括热加工性能热塑性、可焊性、淬透性和机械加工性能；刀具材料的种类许多,常用的有 工具钢包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等；碳素工具钢和合金工具钢,因耐热性很差,只宜作手工刀具；陶瓷、 金刚石和立方氮化硼,由于质脆、工艺性差及价格昂贵等缘由,仅在较小的范畴内使用；目前,常用的刀具材料是高速钢和硬质合金；是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢；它具有较高的强度、韧性和耐热性, 是目前应用广泛的刀具材料；因刃磨时易获得锐利的刃口,又称“ 锋钢” ；高速钢按用途不同,可分为
4、一般高速钢和高性能高速钢；1 一般高速钢一般高速钢具有肯定的硬度62-67HRC 和耐磨性、较高的强度和韧性,切削钢料时,切削速度一般不高于50-60m/min,不适合高速切削和硬材料的切削；常用牌号有W18Cr4V 、W6Mo5Cr4V2；2 高性能高速钢名师归纳总结 在一般高速钢中增加碳、钒的含量, 或加入一些其它合金元素而得到耐热性、耐磨性更高的第 2 页,共 5 页新钢种；但这类钢的综合性能不如一般高速钢；常用牌号有9W18Cr4V 、9W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 硬质合金是由硬度和熔点都很高
5、的碳化物,用Co、Mo 、Ni 作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品；其常温硬度可达78-82HRC ,能耐 850-1000的高温, 切削速度可比高速钢高4-10倍,但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差,因此,很少做成整体式刀具；实际使用中,常将硬质合金刀片焊接或用机械夹固的方式固定在刀体上；我国目前生产的硬质合金主要分为三类：1 K 类 YG 即钨钴类, 由碳化钨和钴组成；这类硬质合金韧性较好,但硬度和耐磨性较差,用于加工铸铁、青铜等脆性材料；常用的牌号有：YG8 、YG6、YG3 ,它们制造的刀具依次适用于粗加工、半精加工和精加工；数字表示Co 含量的百分数,YG6 即含 Co 为 6% ；含
6、Co 越多,就韧性越好；2 P 类 YT即钨钴钛类,由碳化钨、碳化钛和钴组成；这类硬质合金耐热性和耐磨性较好,但抗冲击韧性较差,适用于加工钢料等韧性材料；常用的牌号有：字表示碳化钛含量的百分数；碳化钛的含量越高,YT5 、YT15 、 YT30 等,其中的数就耐磨性较好、 韧性越低；这三种牌号的硬质合金制造的刀具分别适用于粗加工、半精加工和精加工；3 M 类 YW 名师归纳总结 即钨钴钛钽铌类；由在钨钴钛类硬质合金中加入少量的稀有金属碳化物TaC 或 NbC 组第 3 页,共 5 页成；它具有前两类硬质合金的优点,用其制造的刀具既能加工脆性材料,又能加工韧性材料,同时仍能加工高温合金、耐热合金
7、及合金铸铁等难加工材料；常用牌号有YW1 、YW2 ；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 这种材料是在韧性、 强度较好的硬质合金基体上或高速钢基体上,采纳化学气相沉积 CVD 法或物理气相沉积 PVD 法涂覆一层极薄硬质和耐磨性极高的难熔金属化合物而得到的刀具材料；通过这种方法,使刀具既具有基体材料的强度和韧性,又具有很高的耐磨性；常用的涂层材料有 TiC 、TiN 、Al2O3 等；TiC 的韧性和耐磨性好；TiN 的抗氧化、 抗粘结性好；Al2O3 的耐热性好；使用时可依据不同的需要挑选涂层材料；其主要成分是 Al2O3 ,刀片硬度可达 78 HRC
8、 以上,能耐 1200-1450的高温,故能承担较高的切削速度；但抗弯强度低,冲击韧性差,易崩刃；主要用于钢、铸铁、高硬度材料及高精度零件的精加工；金刚石分人造和自然两种,做切削刀具的材料,大多数是人造金刚石,其硬度极高,可达10000 HV 硬质合金仅为1300-1800 HV；其耐磨性是硬质合金的80-120倍；但刃性差,对铁族材料亲和力大；因此,一般不宜加工黑色金属,主要用于硬质合金、玻璃纤维塑料、硬橡胶、石墨、陶瓷、有色金属等材料的高速精加工；CNB 这是人工合成的超硬刀具材料,其硬度可达 7300-9000HV,仅次于金刚石的硬度；但热稳定性好,可耐 1300-1500高温,与铁族材
9、料亲和力小,但强度低,焊接性差；目前,主要用于加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料；刀具材料的选用应对使用性能、工艺性能、 价格等因素进行综合考虑,做到合理选用； 例如,车削加工 45 钢自由锻齿轮毛坯时,由于工件外表不规章且有氧化皮,切削时冲击力大,选名师归纳总结 用韧性好的K 类钨钴类就比P 类钨钴钛类有利；又如,车削较短钢料螺纹时,按第 4 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 理要用 YT,但由于车刀在工件切入处要受冲击,简单蹦刃,所以一般采纳 YG 比较有利；虽然它的热硬性不如 YT,但工件短,散热简单,热硬性就不是主要冲
10、突了；总的来说, 涂层刀具主要是这四种：涂层高速钢刀具、涂层硬质合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料 金刚石或立方氮化硼刀片上的涂层刀具；但以前两种涂层刀具使用的多；在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料,目的是为了提高刀片外表的断裂韧度可提高 10% 以上,可削减刀片的崩刃及破旧,扩大应用范畴；内容来源网络,由“深圳机械展 11 万,1100 多家展商,超 10 万观众 ”收集整理！更多 cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人名师归纳总结 工厂、精密测量、 3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯等展现,就在深圳机械展. 第 5 页,共 5 页- - - - - - -