金属切削原理 刀具材料.ppt

第二章刀具材料明确刀具材料应具备的性能；
掌握常用刀具材料中高速钢和硬质合金的性能及应用场合；会根据具体加工工艺情况选择不同牌号的刀具材料；
了解其他刀具材料的性能。刀具材料是指刀具上参与切削的那部分材料。
刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状，而且还要求有相应的刀具材料。
目前广泛应用的刀具材料有高速钢和硬质合金。
高速钢一般允许切削速度为25～30m/min；硬质合金允许的切削速度为100m/min。
要提高切削加工的生产率，就需要提高切削速度和刀具耐用度。就要求提供切削性能更好的刀具材料。
切削过程中会产生切削抗力、切削热、冲击和振动，那么刀具材料具有哪些性能才能满足要求呢?§2-1刀具材料应具备的性能2.耐磨性是指材料抵抗磨损的能力。它与材料硬度、强度和组织结构有关。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。三、较高的耐热性
和传热性四、良好的工艺性五、经济性好§2-2常用刀具材料淬火后硬度较高，可达HRC61～65；
红硬性为200℃～250℃，价格低廉，不耐高温；
允许切削速度VC≤10m/min
只能制作低速手用刀具，如板牙、锯条、锉等；
优点：易刃磨，可获得锋利的刀刃。二、合金工具钢淬火后的硬度可达HRC61～65；
红硬性为300℃～400℃；
允许切削速度Vc=10～15m/min；
制作低速、形状比较细长、截面积大、刃形复杂、要求淬火后变形小的刀具。
如：板牙、拉刀、手用铰刀（孔的精加工）、丝锥等。三、高速钢具有高的强度和韧性；
良好的耐磨性，63～66HRC(加入V元素的作用)；
红硬性为600℃（加入W元素的作用）；
允许切削速度Vc=25～30m/min；
具有良好的制造工艺性；
可获得锋利的刀刃（锋钢之称）；
加工范围较大：铸铁、有色金属、钢等。（二）高速钢的分类四、硬质合金常温硬度74～81.5HRC，红硬性为800℃～1000℃，耐磨性优良。
允许切削速度Vc=100m/min以上，最高不能超过200m/min。硬质合金刀具的切削速度比高速钢提高4～7倍，刀具寿命可提高5～80倍。
脆性较大，怕冲击和振动。容易出现崩刃，因此注意加工条件。
制造工艺性差。由于硬度太高，不能进行机械加工，因而硬质合金经常制成一定规格的刀片，焊在刀体上使用。如硬质合金端铣刀（非整体式的）。
加工范围较广。脆性材料、钢材、有色金属等均可加工。（二）分类2、钨钴钛类硬质合金（YT）3、添加稀有金属硬质合金4、碳化钛基硬质合金（YN）§2-3其他刀具材料可加工硬度高达HRC65的高硬度难加工材料；
可用于扒荒粗车及铣、刨等大冲击间断切削；
耐用度提高几倍至几十倍；
切削效率提高3～10倍，可实现以车、铣代磨；
强度低、韧性差。抗弯强度为硬质合金的1/2；
导热系数低，仅为硬质合金的1/5～1/2。硬度很高，可达8000～9000HV，仅次于金刚石；
有很好的热稳定性，可承受1000℃以上的切削温度，在高温1200℃～1300℃时也不会与铁族金属起反应。
既能胜任淬火钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削。3、金刚石4、涂层刀片§2-4刀具材料的发展概述具有金刚石一样高的硬度和耐磨性；
具有立方氮化硼或陶瓷一样高的热稳定性和化学惰性；
具有硬质合金一样高的强度和抗冲击性能。本章小结高速钢按切削性能可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢还具有较高的硬度、耐磨性以及强度和韧性。与硬质合金相比，高速钢的最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。高速钢主要用于制造形状复杂的刀具。高性能高速钢和粉末冶金高速钢适于制造切削难加工材料的各种精密刀具和形状复杂刀具。
硬质合金刀具材料有YG类、YT类、YW类和YN类四种。具有高硬度、高耐磨性、高耐热性、抗弯强度低和可加工工艺性差等特点。YG类硬质合金主要用于加工形成短切屑的铸铁、有色金属及非金属等脆性材料以及淬硬钢、高强度钢和奥氏体不锈钢等难加工材料。YT类硬质合金主要用于加工形成长屑的钢材等塑性材料。YW类硬质合金主要用于加工钢料和难加工材料的半精加工和精加工。YN类硬质合金适用于工具钢的半精加工和精加工及淬硬钢的加工。陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性及耐热性，抗扩散和抗黏结能力强。最大缺点是强度低、韧性差。适用于钢、铸铁及塑性大的材料的半精加工和精加工，尤其对于冷硬铸铁、淬硬钢等高硬度材料零件加工特别有效；但不适于机械冲击和热冲击大的加工场合。
金刚石和立方氮化硼属于超硬刀具材料主要用于精加工。金刚石目前主要用于磨具及磨料，作为刀具多在高速下对有色金属及非金属材料进行精细车削及锺孔，注意不能加工铁等黑色金属。立方氮化硼用于加工钢铁等黑色金属，特别是加工高温合金、淬火钢和冷硬铸铁等难加