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金属切削刀具材料 金属加工刀具材料 刀具材料的选择对于切削刃的切削功能是非常重要的。 在确定了工件材料之后，一个好的刀具材料选择是至关重要的。 现在主要的刀具材料如下: - 高速钢（HSS） - 涂层和不涂层硬质合金（SOLID CARBIDE） - 金属陶瓷 - 氮化硅陶瓷刀片 - 立方氮化硼（CBN） - 多晶金刚石（PCD） 金属切削材料硬度表 金属切削材料韧性表 各种刀具材料加工材料的硬度范围 ? 金属切削材料的红硬性表 不同材质刀具切削如何使用冷却液 从列表可以看出： 1.金刚石尽管常温下刀具硬度很高,达4800维氏硬度,但切削过程中硬度下降很快,所以切削时需要冷却液来冷却刀具,保证其红硬性. 2.CBN刀具硬度仅次于金刚石硬度,且切削过程中硬度下降很慢,所以在切削硬材料过程中,最好不要使用冷却液. 3.硬质合金\高速钢刀具硬度低,在切削过程中硬度下降,所以为保证一定硬度,建议使用冷却液,且对准刀具刀尖,冷却液要连续且充分. 高速钢（HSS） 高速钢：一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。 高速钢按化学成分分为：普通高速钢及高性能高速钢， 按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 有钨系高速钢和钼系高速钢两大类。 钨系高速钢有W18Cr4V,钼系高速钢有W6Mo5Cr4V2等。 高速钢(HSS) 高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。 高速钢制造方法 高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火。退火温度一般为860～880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加 热到淬火温度1220～1250℃，后油冷。工厂均采用盐炉加热。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。 (1)生产制造方法：通常采用电炉生产，近来曾采用粉末冶金方法生产高速钢，使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上，提高了使用寿命。 (2)用途：用于制造各种切削工具。如车刀、钴头、滚刀、机用锯条及要求高的模具等 。 硬质合金切削材料 硬质合金是一种主要由不同的碳化物和粘结相组成的粉末冶金产品。 硬质合金很硬。其主要碳化物有： - 碳/钨 (W /C) - 碳化钛 (TiC) - 碳化钽 (TaC) - 碳化铌 (NbC) 在大部分情况下，钴作为粘结剂使用。 各种硬质合金对性能的影响 硬质合金制作过程（1） 硬质合金制作过程（2） 硬质合金压制过程 硬质合金烧结过程 烧结过程时间温度对照表 加工不同工件材料的硬质合金金相图 涂层硬质合金刀具材料 镀层硬质合金材料 镀层硬质合金刀片是采用化学气相沉积方法（化学镀层CVD）或物理气相沉积方法（物理镀层PVD），将耐磨的硬化物，如TiC、TiN、Al2O3、HfN及金刚石薄膜等，镀覆在高强度的硬质合金基体上而产生的新一代硬质合金刀片。 由于它把硬度和韧性高度结合起来，使刀片的性能与非镀层刀片比较，使用寿命能成倍地提高，尤其在难加工材料和重切削领域有着很大的优越性。 同时由于镀层刀片适应范围广泛，因此可大大减少供选择的刀片牌号数量。镀层刀片按镀层成分可分碳化钛镀层、氮化钛镀层、氧体铝镀层、碳氮化钛镀层、金刚石镀层等；按涂层工艺又可分为单镀层、多镀层及复合镀层等。 镀层硬质合金材料 镀层硬质合金材料 (HC)对于发展切削材料的耐磨性和提高材料硬度方面具有里程碑的意义。 镀层硬质合金的使用寿命比未镀层的硬质合金高出许多倍。 重要的镀层材料有