金属切削加工及装备 教学配套课件 吴拓 第三章 Sect.1,2,3,4.pdfVIP

金属切削加工及装备——第三章 金属切削加工及装备——第三章 第一节 第一节 刀具材料 刀具材料 应具备 应具备 的性能 的性能 刀具材料是指刀具切削部分的 材料。 刀具的切削能力直接影响生产 率、加工质量和加工成本。 刀具的切削性能，主要取决于 刀具材料。 刀具工作环境十分恶劣，因此刀具材 料必须具备以下性能 高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧性 高的耐热性  良好的导热性和较小的膨胀系数 稳定的化学性能和良好的抗粘结性能  良好的工艺性能和经济性 刀具材料的种类很多，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、 金钢石和立方氮化硼等。  目前最常用的刀具材料是高速钢和 硬质合金。 金属切削加工及装备——第三章 金属切削加工及装备——第三章 第二节 第二节 高速钢 高速钢 一、高速钢的特点 高速钢是加入了钨 （W ）、钼 （Mo ）、 铬 （Cr ）、钒 （V ）等合金元素的高合 金工具钢。具有较高的耐热性，可在 500650℃的温度下进行切削加工。还 具有高的强度和冲击韧性，刃磨时能 获得锋利的刃口，故有“锋钢”之称。 别称：锋钢、钨钢、白钢 按切削性能不同，高速钢分为普通 高速钢和高性能高速钢。 按化学成分不同，可分为钨系、钨 钼系、钼系高速钢 按制造方法不同，则有熔炼高速钢 和粉末冶金高速钢 二、普通高速钢 钨系高速钢 钨系高速钢的典型牌号是W18Cr4V 钨钼系高速钢 钨钼系高速钢的典型牌号是 W6Mo5Cr4V2 、W9Mo3Cr4V 三、高性能高速钢 在普通高速钢中加入一些其他合 金元素（C、V 、Co、Al ），以 提高其耐热性和耐磨性。 典型牌号：W6Mo5Cr4V3 、 W2Mo9Cr4VCo8 、 W6Mo5Cr4V2Al 四、粉末冶金高速钢 采用粉末冶金法可完全消除碳化物 偏析，提高刀具质量 特点： 结晶组织细小、均匀，避免了偏析 各向同性，减少热处理变形与应力 碳化物细小均匀，改善磨削加工性 提高了材料利用率 五、高速钢刀具的表面涂层 表面涂层处理的目的 是为了在刀具表面形成硬度高、耐磨 性好的表面层，以减少刀具磨损，提 高刀具的切削性能。 表面涂层的方法 有蒸汽处理、低温气体氮碳共渗、辉光 离子渗氮等。此外还可采用真空溅射的 方法在刀具表面沉积一层TiC或TiN （约 10 μm ）。 涂层高速钢是一种复合材料 基体是强度、韧性好的高速钢，表层是 具有高硬度、高耐磨性的其他材料。 金属切削加工及装备——第三章 金属切削加工及装备——第三章 第三节 第三节 硬质 硬质 合金 合金 一、硬质合金 一、硬质合金  由高硬度、高熔点的金属碳化物 （WC 、TiC 、NbC 、TaC等）粉末，用 钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉 末冶金制品。 高硬度、高熔点的金属碳化物含量 高，故其硬度、耐热性和耐磨性都 超过高速钢，允许切削温度高达 800~1000℃。因此，切削速度远高 于高速钢。 但硬质合金抗弯强度低、韧性差， 怕冲击振动，工艺性能差，不易做 成形状复杂的整体刀具。 硬质合金的物理、力学性能取决于 合金成份、粉末颗粒的粗细以及合 金的烧结工艺。 金属碳化物所占比例大，则