1、YCF正版可修改PPT（中職）金屬切削原理與刀具第二章教學課件第二章 刀具材料第一節 刀具材料應具備的性能第二節 常見刀具材料第三節 其他刀具材料第一節 刀具材料應具備的性能 一、硬度、耐磨性和耐熱性刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必備的基本要求，現有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復雜，材料的耐磨性還決定于它的化學成分和金相組織的穩定性。二、足夠的強度和韌性這是滿足刀刃在承受重載荷及機械沖擊時不致破損的需要。切削時，刀具切削部分要承受很大的切削力、沖擊和振動，為避免崩刃和折斷，刀具材料應具有足夠的強度和韌性。下-頁

2、返回第一節 刀具材料應具備的性能三、良好的工藝性能和經濟性這是為了便于使用和推廣的需要。刀具材料具有良好的工藝性能，可以進行鍛、軋、焊接、切削加工和磨削、熱處理等，方便制造加工，滿足各種加工的需要。四、良好的導熱性和較小的膨脹系數這是提高加工精度的需要。在其他條件相同的情況下，刀具材料的導熱系數越大，則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度、提高刀具耐用度。五、穩定的化學性能和良好的抗貓結性能這是提高刀具抗化學磨損的需要。刀具材料的化學性能穩定，在高溫、高壓下，才能保持良好的抗擴散、抗氧化的能力。上-頁 返回第二節 常見刀具材料 一、高速鋼高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉻、釩、相等合金元素的高

3、合金工具鋼，有良好的綜合性能。其強度和韌性是現有刀具材料中最高的。 1.高速鋼的特點高速鋼是加入了W,Mo,Cr,V等合金元素的高合金工具鋼，其合金元素W,Mo,Cr,V等與C化合形成高硬度的碳化物，使高速鋼步埔書獨子的耐磨J性。W和C的原子鬢洽力很強，提高了馬氏體受熱時的;封脾穩定性，使鋼在550一600時仍能保持高硬度，增加了鋼的熱硬性。Mo的作用與W基本相同，并能細化碳化物晶粒，提高鋼中碳化物的均勻性，下-頁 返回第二節 常見刀具材料從而提高鋼的韌性。V與C的結合力比W的更強，以穩定的VC形式存在，且VC晶粒細小，分布均勻，硬度很高，V使鋼的熱硬性提高的作用比W哪雖烈。W和V的碳化物在高

4、溫時有力地起到阻止晶粒長大的作用。 2.高速鋼的種類高速鋼根據切削性能，可分為普通高速鋼和高性能高速鋼;根據化學成分，可分為鎢系、鎢鑰系和鑰系高速鋼;根據制造方法，可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。(1)普通高速鋼普通高速鋼工藝性能好，切削性能可滿足一般工程材料的常規加工要求。上-頁 下-頁 返回第二節 常見刀具材料(2)高性能高速鋼高性能高速鋼是在普通型高速鋼中增加C,V，添加Co, Al等合金元素的新鋼種。其常溫硬度可達67一70HRC，耐磨性和耐熱性有顯著提高，能用于不銹鋼、耐熱鋼和高強度鋼等難加工材料的切削加工。 (3) 冶金高速鋼粉末冶金高速鋼是把高頻感應爐熔煉好的高速鋼鋼水置于保護

5、氣罐中，用高壓隋性汽體(如氫氣)霧化成細小的耀日丈，然后用高溫、高壓壓制、燒結而成。它克服了一般熔煉方法產生的粗大共晶偏析，熱處理變形小，韌性、硬度較高，耐磨性好。用它制成的刀具，可切削各種難加工材料。上-頁 下-頁 返回第二節 常見刀具材料二、硬質合金硬質合金的發展很快，現已成為主要的刀具材料之一。目前車削刀具大都采用硬質合金，其他刀具采用硬質合金的也日益增多，如硬質合金端銑刀、立銑刀、鑊刀、拉刀、鉸刀等。 1.鎢鉆類(YG類)硬質合金YG類硬質合金相當于ISO標準的K類，主要由WC和Co組成，其常溫硬度為88 91 HRA，切削溫度可達800900 ，常用的牌號有YG3,YC,6,YG8等

6、。YG類硬質合金的抗彎強度和沖擊韌度較好，不易崩刃，適合切削脆性材料，如鑄鐵。YG類硬質合金的刃磨性較好，刃口可以磨得較鋒利，同時導熱系數較大，可以用來加工不銹鋼和高溫合金鋼等難加工材料、非鐵金屬及纖維層壓材料。第二節 常見刀具材料 2.鎢鉆欽類硬質合金YT類硬質合金相當于ISO標準的P類，主要由WC, TiC和Co組成，其常溫硬為8993 HRA，切削溫度可達8001000 ，常用的牌號有YT5 , YTlS , YT30等。YT類硬質合金中加入TiC，使其硬度、耐熱性、抗豁結性和抗氧化能力均有所增加，從而提高了刀具的切削速度和刀具耐用度。 3.鎢鉆欽擔類硬質合金W類硬質合金相當于ISO標準

7、的M類，它是在普通硬質合金中加入了TaC或NbC等稀有難熔金屬碳化物，從而提高了硬質合金的韌性和耐磨性，使其具有較好的綜合切削性能。上-頁 下-頁 返回第二節 常見刀具材料4.碳化欽基類YN類)硬質合金YN類硬質合金相當于ISO標準的P類，又稱為金屬陶瓷，它是以TiC為主要成分，以Ni和Mo為豁結劑的硬質合金，具有很高的硬度，與工件材料的親和力較小，可采用較高的切削速度。因此，它適用于高速精加工普通鋼、工具鋼和淬火鋼。5.超細晶粒硬質合金這是一種高硬度、高強度兼備的硬質合金，具有硬質合金的高硬度和高速鋼的高強度。因此，這類合金可用于間斷切削，特別是難加工材料的間斷切削;加工難加工材料時，其刀具

8、耐用度可比普通硬質合金高310倍;這類合金適用于高速鋼刀具耐用度不夠，一般硬質合金又易崩刃的場合，對于切斷和端面車削這類切削速度變化范圍很寬的加工也是很適宜的。上-頁 下-頁 返回第二節 常見刀具材料 6.涂層硬質合金涂層硬質合金采用韌性較好的基體和硬度、耐磨性極高的表層，通過化學氣相沉積(CVD)等方法實行表面涂層，是20世紀的重大技術進展，較好地解決了刀具的硬度、耐磨性與強度、韌性之間的矛盾，因而具有良好的切削性能。涂層材料主要有TiC,TiN,Al2O3及其他復合材料。TiC涂層具有很高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好，切削時能產生氰化欽薄膜，降低摩擦系數，減少刀具磨損。TiN涂層在高溫時能

9、形成氧化膜，與鐵基材料摩擦系數較小，抗豁結性能好，能有效地降低切削溫度。上-頁 下-頁 返回第二節 常見刀具材料7.鋼結硬質合金鋼結硬質合金的代號為YE。它以WC,TiC作硬質相(占30% 40%)，以高速鋼(或合金鋼)作黏結相(占60%70%)。上-頁 返回第三節 其他刀具材料 一、金剛石金剛石是碳的同素異構體。它的硬度極高，接近于10 000HV(硬質合金僅為1 300一1 800HV )，是目前已知的最硬材料。1.天然單晶金剛石刀具單晶金剛石結晶界面有一定的方向，不同的晶面上硬度與耐磨性有較大的差異，刃磨時需選定某一平面，否則影響刃磨與使用質量。 2.人造聚晶金剛石聚晶金剛石是將人造金剛

10、石微晶在高溫高壓下再燒結而成，可制成所需形狀尺寸，鑲嵌在刀桿上使用。由于其抗沖擊強度提高，可選用較大切削用量。下-頁 返回第三節 其他刀具材料3.復合金剛石刀片這類刀片是在硬質合金基體上燒結一層約0. 5mm厚的聚晶金剛石。復合金剛石刀片強度較好，允許切削斷面較大，也能間斷切削，可多次重磨使用。金剛石刀具主要用于非鐵金屬及其合金進行精密加工、超精加工，還能切削高硬度非金屬材料，如壓縮木材、陶瓷、剛玉、玻璃等的精加工，以及難加工的復合材料的加工。 二、立方氮化硼(cBN)立方氮化硼是六方氮化硼的同素異構體，是人類已知的硬度僅次于金剛石的物質。立方氮化硼刀片可用機械夾固或焊接的方法固定在刀桿上，也可以將立方氮化硼與硬質合金壓制在一起成為復合刀片。上-頁 下-頁 返回第三節 其他刀具材料三、陶瓷陶瓷具有很高的高溫硬度和耐磨性，在1 200高溫時仍具有較好的切削性能，其化學穩定性好，在高溫下不易氧化，與金屬親合力小，不易發生豁結和擴散。1.高純氧化鋁Al2O3陶瓷這類陶瓷的主要成分是Al2O3 ，加入微量Mg0(用于細化晶粒)，經冷壓燒結而成。為92 94HRA，抗彎強度為0. 3920. 491 GPa。2.復合氧化鋁Al2O3一TiC陶瓷這類陶瓷是在Al2O3基體中添加TiC, Ni, W和Co等合金元素，經熱壓燒結而成，硬度為9394HRA，抗彎強度為0. 5860