机械制造基础 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 作者 周兰菊 项目一刀具基础知识.pptVIP

相关知识 一、刀具材料应具备的性能 1．高的硬度 硬度是刀具材料应具备的基本特性。一般刀具材料的常温硬度应高于60HRC。 2．高的耐磨性 耐磨性是刀具材料抵抗工件与切屑对刀具磨损的能力。刀具材料硬度越高，耐磨性就越好 3．足够的强度与韧性 一般来说，刀具硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。 4．高的耐热性 耐热性是在高温条件下，刀具切削部分材料保持常温硬度、耐磨性、强度和韧性的能力，也可用红硬性或高温硬度表示。耐热性越好的材料允许的切削速度越高。 5．良好的工艺性与经济性 二、常用刀具材料 常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼、涂层刀具和超硬刀具材料，目前用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金。 （一）高速钢 高速钢是在合金工具钢中加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其抗弯强度较高，韧性较好，热处理后硬度为63～70HRC，易磨出较锋利的切削刃，故在生产中常被称为“锋钢”。其耐热性为500℃～650℃，切削中碳钢材料时的切削速度可达30m/min。 高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢，按制造方法分可分为熔炼高速钢和粉末高速钢。 1．普通高速钢 普通高速钢可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。 （1）钨系高速钢。常见的牌号有W18Cr4V（简称W18），它含钨（W）18%、铬（Cr）4%、钒（V）1%，具有较好的综合性能和可磨削性，可制造各种复杂刀具和精加工刀具。 （2）钨钼系高速钢。较常见的牌号有W6Mo5Cr4V2（简称W6），它含钨6%、钼（Mo）5%、铬4%、钒2%，它具有较好的综合性能。 此外，W9Mo3Cr4V（简称W9）是我国自行研制的牌号，其硬度、强度、热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，具有较好的硬度和韧性。 2．高性能高速钢 高性能高速钢有以下几种。 （1）高碳高速钢。含碳量提高到0.9%～1.05%，其典型牌号为9W18Cr4V。 （2）高钒高速钢。含钒量提高到3%～4%，其典型牌号为W6Mo5Cr4V3。 （3）钴高速钢。其典型牌号为W2Mo9CrVCo8。 （4）铝高速钢。其典型牌号为W6Mo5Cr4V2Al， 3．粉末冶金高速钢 用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水，直接得到细小的高速钢粉末，高温下压制成致密的钢坯，然后锻压成材或刀具形状 4．高速钢的一般选用原则 （1）切削一般材料时可用普通高速钢，其中以W18Cr4V用得最多。W6Mo5Cr4V2主要用作热轧刀具，W14Cr4VMnRE韧性最高，可作热轧刀具。 （2）如工艺系统刚性好，切削难加工材料时，简单刀具可用高钒、高钴高速钢，复杂刀具可用钨钼系低钴高速钢。 （二）硬质合金 硬质合金是用粉末冶金的方法制成的一种刀具材料。它是由硬度和熔点很高的金属碳化物（WC、TiC等）微粉和金属粘结剂（Co、Ni、Mo等）经高压成形，并在1?500℃左右的高温下烧结而成的。 硬质合金的硬度高达89～93HRA，相当于71～76HRC，耐磨性很好，耐热性为800℃～1?000℃，切削速度可达100m/min以上，能切削淬火钢等硬材料。但其抗弯强度低，韧性差，怕冲击和振动，制造工艺性差。 根据ISO（国际标准化组织）规定，硬质合金按被加工材料分为三类：P类、K类和M类，相应识别颜色为蓝色、红色和黄色。 1．P类（相当于旧牌号YT类硬质合金） 它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，颜色为蓝色，其硬度为89.5～92.5 HRA，耐热性为900℃～1?000℃，适宜加工钢、铸钢等。其代号有P01、P10、P20、P30、P40、P50等，数字越大，耐磨性越低而韧性越高。精车宜选P01，半精车宜选P10、P20；粗车宜选P30。 2．K类（相当于旧牌号YG类硬质合金） 它由碳化钨和钴构成，颜色为红色，其硬度为89～91.5HRA，耐热性为800℃～900℃，适宜加工铸铁、有色金属及其合金、塑料等，其代号有K01、K10、K20、K30、K40等，数字越大，耐磨性降低而韧性增大，精车宜选K01；半精车宜选K10、K20；粗车时可选用K30。 3．M类（相当于旧牌号YW类硬质合金） 它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴构成，颜色为黄色。其抗弯强度、疲劳强度、耐热性、高温硬度和抗氧化能力都有很大的提高。这类硬质合金既可以加 工铸铁和有色金属，又可以加工钢料、铸钢、不锈钢、灰铸铁、有色金属等。其代号有M10、M20、M30、M40等，数字越大，耐磨性低而韧性大，精车宜选M10；半精车宜选M20；粗车时可用M30。 4．硬质合金的一般选用原则 （1）加工钢等韧性材料时，应选择 P类（YT类）硬