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1、l 6 云 光技 术1 9 9 0 怕 j R，值 使 之 既能 满 足 铲 背 条件 义能 使 AF P 有 可加 工性，同 时保 证 AS 的 要 求 因 此，在圆周齿 距累积误 差允许的情 况 齿厚馄差 愈 小愈好，原 因是 这 能使 铜隙 的 渡动 变得 坦，保 证理 想 的侧 隙值出现在 啮台运 动副 中 虽说 某种侧 隙的获得 可 由控 翩进 刀 深度达到，但总不希望齿深过大或过浅因为这会带来街 顶变尖或径隙减小等问题 j必复强调指出，上面仅从几何关系单方面 地讨论 了 F。埘 A S的影响程度，目的是要从 量的角度说明两道精加工工序(开 口 铲背)间的依存关系实际上对于齿条铣刀齿
2、厚 徨差还受到齿形角偏差，前刃面径囱偏差 模 敷大小等因索的影响影响程度随这些量的增 大而增大：而 对于齿 轮滚 刀情况更要复 杂 A F，的存在是使刀具侧刃偏离理论螺旋线的因 荣 漾，J 切 削刃 在啮合线上 的实际分布点离开 了理 沧啮 合点 离 开的最 大倔差 就是啮 台 误 差喷台误差 是一 项综 合性误差其误差来源 至少 育A项 限 lf篇幅不再 一一赘述这些误 差综音影响到设切齿轮的齿形，其中由 F P 引起齿 轮齿形误差 的分量可 由 下式 计算：A P=培 I c o s FF 式 中：壤 刀与被切齿轮的重合度 容屑槽圆周齿距累积误差对滚齿误差的影 响是较大的，所以即使按(2
3、6)(2 9)式 算出的此项误差值允许较大，也不应该过份放 宽要求，这是在使用上述公式 中要特别注意的 问题 由于行文苍促，谬误必定横生，敬请读者 给予 批评指 正 高速钢新材料的特性分析及应用 赵 品忠 最 述 随着机械加工设备的不断发展和更新，切 削加工速度的 口益提高。对刀具使用的要求也 越来越高目前高速钢品种有了很大的发展，归纳起来有：钨系高速钢；钼系高速钢；钨-钼系高速钢及钨一钼钴系高速钢四类西德 以钼系高速钢为基型向高碳发麂；美国有钨系 和钼系两种，以镅 系高速钢为基型发展新品 种：日本以钼系和钨系商速钢同时发展；苏联 以钨镅系高速钢和钨一镅一钴系高建钢为发 展方向我璺是以钨系和钼
4、系为主发展高速 钢品种 含钼量超过 2 的祢为铝系高速钢高碳 高速钢 的含碳量 C 一 1 0 2，含钨量 wl 2 的为鹌系高速钢 钨量 wl 8 的为高钨系 高速钢含钴蠹 Co-5 的为钴系高速钢 一，高速钢的主要元蠢含量对性能的影响 1 碳 含量的影响 在淬火 状态下部分碳溶 在铁 中，其余部 份和 w cr v等元 素形 成台金碳 化物；碳 是对高速钢性 能影响最敏感 的一个 元素 如果 碳含量少，则二次碳化效果小，反之碳含量过 高则熔点下降：若不降低淬火温度会产生再结 晶组织脆性显著增大；而且由于碳化物鬏杖 化结果会使刀具的耐用度下降所以要严格按 照其它合金元素帕成份来凋整含碳量。2
5、 铬含 量的影响 铬 在 高速 钢 中的含 鞋为 3 5 5 ，平均 含量约 4 1 8 铬的主要作用是淬透性使 高速钢在热处理时具有较高的抗氧化能力根 据切削试验证实铬在高速钢中的吉量为 4 维普资讯 http:/ 云 兄技 术1 9 9 0j 1 7 5 时，切 削能 力最 高。现 在各 国 的高速钢 不论 钨 系、钼 系或 钨一 钼 系 高速 钢 种 的铬 含 量，基本上都取 4 西德在高速钢代号中不 写 Cr 3 钨含量 的影 响 高速钢中的部份钨和碳形成台金碳化物：M6 C(M6 C-指台金元素内古一个 c原子和 6个金属原子)，使高速钢具有 高的耐磨性，而部分钨溶于基体中提高了高速
6、钢的抗圆火 稳定性和热硬性钨在高温状态下能防止晶粒 长大，从而提高了高速钢的熔点，所以钨对淬 火温度不敏感对钨含量少的高速钢，则要严 格控制淬火温度 4 钼含量 的影响 钼的性质与钨相似1 的钼相 当于 2 的钨古量的影响(从元素周期表知道，钼的原 子量约为钨原子量的 1 2)钼的碳化物比钨 的碳化物细小易于球化若对钼系高速钢进 行充分锻造，其碳化物不仅细小，而且成弥散 分布，具有优良的韧性但要注意，钼系高速 钢容易产生脱碳现象，而且台适的热处理范围 很窄小，所以淬火加热要在盐浴炉内或在氖气 保护的气体炉中进行，同时要注意对温度的控 制，但它对回火稳定性的影响比钨小一些 5 钒含量 的影响 钒
7、与 碳形 成报 硬的碳 化物(即 MC型碳 化物)报大地提高了高速钢的耐磨性，但也 给刃具刃磨带来困难目前言钒量 3 以上的 高钒高速钢刀具刃磨须用粒度在 8 0#以下的立 方氮 化霸(C B N)树脂砂 轮，冷却液 为煤 油，呈 弱碱 性 的(溶 液 的碱 古 量 应 小 于 1 5)乳化液 钒的碳化物 MC加热封高温时，也不易 圃溶，因此钒有防止晶艇长大的作用由于钒 和碳的结台力最强，在淬火加热时。钒就会强 烈影响碳 固溶于基体中的量要得到台适的硬 度必须使高速钢中的碳与钒具有定量的比例(一般 1 的钒 需加 0 2 的碳)，但是增 加 钒和碳的音量会使高速钢的韧性下降使锻 造和热塑性变差
8、，加工性能恶化 我 国生产 的 钼系 高速钢 的碳 氯 饱 和 度 AcN 应 在 O 8 6 1 2范 围内，若碳氯饱 和度 AcN大 于 1 5时在工业 上就搜有使用价值 6 钴含 量的影响 钻是不形成碳化的台金元 素，几 乎全部溶 于基体中钴能提高碳在铁中的溶解度增加 碳化物在基体中的固溶量所以能提高回火硬 度，提高刀具热硬性和耐用度但是钴能助长 碳化物偏析，有脆性偏向和脱碳倾向，提高了 熔点，有使残留奥氏体量增大的倾向由于这 些缺陷使 用综 合性 能不够理想 高速钢淬火后，经 4 5 次回火处理，残 留奥氏体量约 8 左右 二，切削刀具采用的超硬高速钢主要品种 超硬高速钢，系指洛氏硬度
9、在 HR C 6 6 7 0 范围内的高速钢 近几年来，我国先后制成功 w 系和 Mo 系高速钢新 品种综台机械性 能较差 的原 w 系 高 速 钢WI S C r 4 V 已 被Mo系 高 速 钢 W 6 Mo 5 C r 4 V2 N所代 替 w 系中低 w 高速钢 W9 C r 4 V 新型 w 系高速钢 9 5 W1 5 C r 4 V，经淬火及 回火后硬度 可达 HRC6 5 6 7，热 硬性，切 削性能及 耐磨 性 能 良好 w 1 2 Mo 3 Cr 4 C o S s j，经 淬火，回 火后综合机械性能可达 HRC 6 6 7 0，热硬性 好，耐磨，适用于加工高强度钢，铁基和镍
10、基 高温台金及钛台金淬火后硬度为 HR c 4 5 左右 的难加工材料但刀具刃磨较困难 Mo系高速钢 w6 Mo 5 cr 4 V 5 S j Nj，冷热 态加工的工艺稳定，淬火，回火后综台机棱性 能 HRC 6 6 6 8 韧性及热硬性能好，但刃磨 困难 Mo系高速钢 w6 Mo 5 c r 4 V 2 A1 淬火范 围很窄。较难控制，但切削性能好，淬火及回 火后综台机械性能为 HR c 6 6 6 8 w Mo系高速钢 wl 0 Mo 4 Cr 4 V 2 Al(简 称 5 F 6)，淬火、回火后综台机械性能 HR C 6 7 6 9，具有高耐热性和高耐磨性缺点是刀具 刃磨报 为困难 维普
11、资讯 http:/ I 8 云 光技 术1 9 9 0 j wMo系高 速 钢 w l 2 Mo 3 Cr 4 V3 N(简 称 V 3 N)。经淬火回火后综合 机械性能 为 HR c6 6 6 9，热硬性及 韧性优 良但 对锻 造、淬火、回火 的热处理工艺要求 严格，刀具 刃磨困难用于各种刀具和冷冲攘模具效果特 别好用 V 3 N 制造的凸、凹模具使用寿命 比用 C r l 2 Mo V和 C r V Mn分别提高 8倍 到 4 6 倍 常用高速钢的品种和热处理 特性如表 2。三、刀具材料 的选择 选用高速钢作刀具材料时刀具设计人员 应恰当地把高速钢的热硬性和耐磨性、磨削性 艟和韧性等匹配好
12、 一般来说，高温硬度好的，耐磨性能亦 好，而磨酎性艟和韧性则存在着一定的比例关 表 l 系 以上四个技术指标是矛盾的，不同类型的 刀具应根据加工材料的特性，合理确定 复杂刀具如拉刀、齿轮滚刀、成型车刀、铣刀螺纹加工刀具、铰刀、刻字刀等采用高 速 钢较好 若 被加 工材料 的性 能 HB在 2 3 5 6 3 8范 围，抗弯强度 1 0 0 K g f m 1 11 ；延伸率 6 3 0；抗冲击值 a k 1 0 k g f M c l n ；导热 系 数 K1 l卡 厘米 秒 度 时，建议 选用 优 质硬质 台金 类 YG：WC-T a(Nb)C-Co 和 Y T：wc T j c T a(N
13、b)C-C o 新牌号作 刀具材料较好。国产高速钢特性及用途如表 1 热处理温度 硬度 热爱性 名称 牌号 退火后 回火后 主要用途 遇火 淬 火 回火 HRC HB H碰C 钤高 WI g 8 6 0 I 2 6 0 5 5 0 2 D 7 6 3 6 l 遗铜 C _r r 4 V 已被淘浊 8 8 0 1 3 0 0 5 7 0 2 5 5 6 5 6 2 高碳钨高 9 l 8 8 6 o I 2 6 o 5 7 0 I“韬喇不镑钢及其它硬袁钾的材辩-可显著 速钢 c|4 v 6 7-5 t摄高刀具的使用寿命和藏小被加工薯 8 8 0 1 2 8 8 5 8 0 2 6 9 6 5 件曲
14、袭酉粗糖度 兽 钼高速 w 6 d。5 s 4 O I 2 2 O 5 5 O 6 0 适用镧造耐磨性要求高和韧性好的切削 钢 c v 2 2 4 I 刀具如丝锥、钻头等；并适用于热变 8 6 0 l 2 4 0 5 7 0 6 6 6 l 形加工成受镧造钻头等工具娄 高钒钨钼 8 4 0 I 2 0 o 5 5 0 适 用于制 造要 求耐磨性 热 爱性较 高，W6MO 5 高速钢 一 6 5 6 4 对耐磨性和韧性 匹配有一定要求的复杂 G V 3 8 8 5 l 2 4 0 5 7 0 刀具如：拉刀、铣刀等 高磷高 钒 w I 2 M o 8 4 0 I 2 4 O 5 5 0 6 4 适
15、宜制造简单舶 刀具或仅箭少 量磨削的 一一 刀具。优点是硬度及热爱性高耐磨性 高遗钢 C V 4 6 2 6 5 能惋越，切削性 趋好。刀具耐用度高，86 0 1 2 7 0 5 7 0 6 4 5 咀饲性可锻性及可庸性舱盖 维普资讯 http:/ i 光技 术 1 9 9 0怕 l 9 续表 1 热趾夏温度 硬度 热硬性 名称 牌号 退火后 回火后 主要用途 退火 淬火 回火 HRC HB H RC 适用于 高强度 铜的车 铣 钻 饺 刀 超硬高速 wl 2 M。3 8 5 0 l 瑚 2 3 0 6 6 具。甓削加 工奥氏体不错钢。镍基耐藕 5 6 0 6 5 合金 剡字 捌线 刀具 及精
16、 密车削 刀 铜 Cr 4 V3 N 8 7 0 1 2 8 0 2 6 9 6 9 具可用于冷 冲模(凸 凹模)比采用 C r WMn 材料模具寿命长 8 倍 以上 W 1 8Cr 4 8 7 0 1 2 7 0 5 4 0 6 6 V 2 7 7 6 4 嗣造形状荫单 截面较大刀具，如直程 V C o 1 0 9 0 0 I 3 2 0 5 9 0 6 8 _ I 5 以上的钻头 车刀不适宜于翻造 超硬高速 复杂玻较锥的刀具它主要用于赡加工 铜 材料，如 高温合金超高强度铜，钍舍金 W6 Mo 5 8 7 0 l 2 0 5 4 O 6 4 I I I。也适用于切割硬度I I B 3 0
17、0 3 5 i Cr 4 V2 2 6 9 6 4 的合金调质铜 C o l 0 9 0 0 1 2 6 0 5 9 6 6 6 w 6M O 5 s 卯l 搿5 卯2 5 5 6 7 -Cr 4V2 AI 6 5 8 7 0 1 25 0 5 7 0 2 6 7 6 9 遗用于毒 I 造各类 刀 具，加 工一般 材料 超硬高速 时，刀具的耐 用度为 W I S Cr 4 V 的 3倍 铜 以上在切削越高强 铜。耐热合金等赡 霄 l 0 Mo 4 8 4 5 I 2 3 O 5 柏 6 7 6 5 5 加工材料时。其性能接近锗高速锕 v 3 l 2 6 9 8 5 5 1 2 6 0 5 6
18、0 6 9 6 7 5 维普资讯 http:/ 云光技术 1 9 9 0艟J 表 2 美国，日本，西鲁高速钢晶种及特性 罾 热处理墨度 培台机攮性能 名 名称 肄 辱 逼 火后 回火 后 淬火 回火 HB HRC M 4 l W 6 Mo 4 Cr 4 V2 C0 5 要 M 4 2 W 2 M o 9 Cr 4 VCO 5 舍 美 系 M 4 3 W 2 MO 9 Cr 4 V 2 C0 8 l l 9 0 5 3 7 2 3 5 6 5 r 列 一 钼 最 M 4 4 W 5 M o 6 C r 4、Co 1 2 I 2 l 6 5 9 3 2 7 0 国 高 速 M4 6 W 2 Mo
19、8 C r 4 V 3 C0 8 钢 M 4 7 W 2 M o1 OCr 4 VC05 S KH，W l g CVCo5 s】【H4 A W l 8 Cr 4 VCol O l 2 0 0 5 5 0 6 2 S KH4 B W l 9 Cr 4 VCO1 5 S XH5 W I 9 5 Cr 4 VCol 5 1 3 0 0 5 s 0 6 4 日 田【Hl 0 W 1 2 Cr 4 V4 C0 4 S KH9 W l 2 M O 5 Cr 4 V2 l 2 0 0 s 4 0 6 2 S K矗 5 2 W 6 M05 6 Cr 4 V2 s I m 5 3 W 6 M 0 5 Cr 4
20、V3 l 2 6 0 5 7 0 6 4 本 田【H5 4 W 6 M 0 5 Cr 4 7 4 S XH5 5 W 6 M o5 Cr 4C05 l 2 0 0 5 4 0 6 2 舒 m 5 6 W M05 Cr 4 V2 C0 8 l 2 6 0 5 4 7 6 4 S I(H5 7 W I O Mo3 f r 4 V3 Co1 0 S 1 2-1-4-5 W I 2 M o Cr 4 V4 Co 5 Sl 2 1 一l _5 W l 2 M OCr 4 VC0 5 西 SI 8-1-2-5 W l 8 M o Cr 4 V2 C0 5 l 2 帖 5 5 0 6 2$7-4-2-5 W 7 M o 4 Cr 4 V2 Co5 一 l 2 8 0 5 8 0 6 8 S1 0-4-3-1 0 W 1 0 M o 4 Cr 4 V3 Col 0 德 S l 2 _ l l l W l 2 Mo C r 4 VC0$6-扣 2 5 W 6 M 0 5 Cf 4 V2 CO 维普资讯 http:/