金属切削刀具材料.ppt

第二章刀具材料一金属切削加工的历史与发展什么是切削？什么是切削？工件与切削刀具的历史青铜刀具材料的历史刀具技术的进步，体现在刀具材料、刀具结构、刀具几何形状和刀具系统四个方面。二刀具材料的发展及现状二刀具材料的发展及现状近年来，随着数控加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具的应用也日渐普及起来。
同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具材料应具备以下基本性能。强烈冲击4导热性好四刀具材料分类高速钢与硬质合金相比，其最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。其退火硬度为207HBS～255HBS，与优质中、高碳钢的退火硬度相近，能够用一般材料刀具顺利切削加工出各种复杂形状；在加热状态下(900℃～1100℃)能反复锻打制成所需的毛坯；高速钢的抗弯强度是硬质合金的3～5倍，冲击韧性是硬质合金的6～10倍；经过仔细研磨，高速钢刀具钝圆半径可小于，其锋利性比硬质合金优良。常用高速钢材料的分类与性能及应用
分类：普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。(2)钨钼系高速钢。它是以Mo代替部分W发展起来的一种高速钢，典型牌号是W6Mo5Cr4V2(简称M2)，含碳量为0.8%～0.9%，含W6%、Mo5%、Cr4%、V2%。
与W18Cr4V相比，优点是碳化物含量相应减少，而且颗粒细小分布均匀，因此抗弯强度、塑性、韧性和耐磨性都略有提高，适于制造尺寸较大、承受冲击力较大的刀具(如滚刀、插刀)；又因Mo的存在，使其热塑性非常好，故特别适于轧制或扭制钻头等热成形刀具。其主要缺点是可磨削性略低于W18Cr4V。2.高性能高速钢
高性能高速钢是在普通高速钢成分中再添加一些C、V、Co(钴)、Al(铝)等合金元素，进一步提高耐热性能和耐磨性。这类高速钢刀具的耐用度为普通高速钢的1.5～3倍。
应用：加工不锈钢、耐热钢、钛合金及高强度钢等难加工材料。
(1)钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8，简称M42)。这是一种含Co超硬高速钢，常温硬度达67HRC～69HRC，具有良好的综合性能。Co能提高高温硬度，相应地提高了切削速度，因V含量不高，可磨性良好。(2)铝高速钢(W6Mo5Cr4V2Al，简称501)。铝高速钢是我国研制的无钴高速钢，是在W6Mo5Cr4V2的基础上增加铝、碳的含量，以提高钢的耐热性和耐磨性，并使其强度和韧性不降低。硬质合金常用硬质合金的分类、性能及应用
硬质合金按化学成分可分为四类：钨钴类(YG类)、钨钴钛类(YT类)、含添加剂的硬质合金(YW类)、TiC基硬质合金(YN类)。其中前面三类的主要成分为WC，可统称为WC基硬质合金。(2)钨钴钛类硬质合金。YT5、YT14、YT15、YT30等。YT表示钨钴钛类硬质合金，数字表示TiC的含量。与YG类硬质合金相比，YT类硬质合金中由于含有硬度较高的TiC，故该类硬质合金的硬度、耐磨性和抗氧化能力较高，但其导热性能、抗弯强度和韧性、可磨削性和可焊性却有所降低。
应用：加工形成长屑的钢材等塑性材料。
注意：当加工淬硬钢、高强度钢和奥氏体不锈钢等难加工材料时，由于切削力大，且集中在切削刃附近，如选用YT类硬质合金易造成崩刃，故选用YG类硬质合金更为合适。(3)含添加剂的硬质合金。是在YG类、YT类硬质合金的基础上加入适当的添加剂(合金碳化物TaC、NbC)所形成的硬质合金新品种。如：YA6、YW1和YW2等几种，其中YW类又称为通用硬质合金。
特点：有更高的硬度、高温硬度、韧性和耐磨性。
应用：用于钢料和难加工材料的半精加工和精加工。
(4)TiC基硬质合金。TiC基硬质合金是以TiC为主体，Ni与Mo为黏结剂，并加入少量其他碳化物而形成的一种硬质合金。如：YN10和YN05。其具有比WC基硬质合金更高的耐磨性、耐热性和抗氧化能力，但热导率低和韧性较差。
应用：适用于工具钢的半精加工和精加工及淬硬钢的加工。涂层刀具种类涂层刀具其他刀具材料超硬刀具刀具结构：焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀片。(2)PCBN金属切削刀具

PCBN刀具结构：焊接式和可转位式刀片两类。
焊接式PCBN刀具是将PCBN刀坯焊接在钢基体上经刃磨而成，主要有车刀、镗刀、铰刀等。
被切削工件：耐磨黑色金属的加工。我国的新型刀具思考题：粗、精加工时，硬质合金刀具的含钴（Co）有什么不同？
刀具切削部分的材料分为哪些类？
理想的刀具材料应该同时具有哪些性能？
目前通过哪些途径提高高速钢的切削性能？作业