金属切削刀具材料ZPPT课件.ppt

前言
在由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。刀具切削性能的好坏取决于构成刀具的材料和刀具结构，而刀具材料最具有决定性作用。
半个多世纪以来，刀具材料的进步极大地推动着人类社会生产力的发展。从碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷材料到金刚石和立方氮化硼材料以及刀具涂层技术，刀具材料性能的改进使得切削速度不断提高。刀具技术和机床技术的发展相互促进，工件材料与刀具材料交替进展，对推动切削加工技术的发展起着决定性作用。随着科学技术的发展，对工程材料提出了愈来愈高的要求，各种新型金属材料和非金属材料的应用日益广泛，面对如此品种繁多的工件材料，如何正确选择刀具材料来进行切削加工，以提高生产效率、降低成本和减少资源消耗，这是一个十分重要的问题。
不同的刀具材料或同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往会存在很大差别，所谓“万能刀具”是不存在的。“工欲善其事，必先利其器”这一句中国名言已成为国内外的共识。因此，学习金属切削原理，掌握各种刀具材料的不同特性，按具体情况解决好刀具材料与加工对象之间的“合理匹配”问题，优选切削用量，从而提高应用水平。目前，中国的机械工业呈现出快速增长的势头，但生产效率低下导致投入与产出相比效益不高，或者说得到回報的比例远远低于国外，在国际上的竞争力并不强。要想从“制造大国”走向“制造强国”，制造效率和生产管理水平必需加快提升；要做到这一点首要任务是提升企业和职工的管理、技术素质。从提高机械加工效率方面考量，普遍提高一线技术工人的刀具应用技术水平是至关重要的，也是企业增收节支、降本增效的有效办法。
为了配合企业的技术培训工作，我们以简明的图、表及少量文字叙述编写有关机械加工专项技术培训资料，力求达到易学、实用、速成的效果。
《金属切削原理与刀具》刀具材料一、概述三、常用刀具材料9二）合金工具钢
在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr）、钨（W）、锰（Mn）等合金元素，能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性，同时还可以减少热处理时的变形。
1、主要牌号有9SiCrCrWMn
2、主要性能淬火后的硬度可达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）等。
三）高速钢
高速钢是一种高合金工具钢，钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素。
(一)高速钢的性能16171819（二）立方氮化硼
它是一种人工合成的新型刀具材料。它是立方氮化硼在高温、其硬度很高，可达8000～9000HV,仅次于金刚石，并具有很好的热稳定性，可承受1000℃以上的切削温度，它的最大的优点是在高温1200℃～1300℃时也不会与铁族金属起反应。因此既能胜任淬火钢、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。
（三）金刚石
分为人造和天然两种，是目前已知最硬的材料，硬度约为HV10000,故其耐磨性好，不足之处是抗弯强度和韧性差，对铁的亲和作用大，故金刚石刀具不能加工黑色金属，在800℃时，金刚石中的碳与铁族金属发生扩散反应，刀具急剧磨损。金刚石价格昂贵，刃磨困难，应用较少。主要用作有色金属加工、磨具、磨料，有时用于修整砂轮。
五难加工材料的切削加工一、难加工材料的切削加工性，应采用以下有效措施：二、难加工材料的切削加工的应用：③可选用TIC或TICN类金属陶瓷硬质合金；北京理工大学做30CRMNSIA和35CRMNSIA（HRC47）高强度钢切削试验，曾收集多种牌号合金刀片试切均不理想，只有YN05合金刀片在切削速度V=150M/MIN，F=,0.2MM/R,AP=0.5MM的条件下切削137分钟，后刀面磨损仅0.17MM，被认为是目前切削高强度钢最理想的刀具材料。④选用涂层硬质合金刀片牌号。YBC152、YB63152、不锈钢的切削加工②选择涂层合金刀片。涂层合金刀片使用范围广，即有加工各种材料的通用性，同时又具有专用性强的特点。为此，国内外主要硬质合金厂（家）都推出一些切削不锈钢专用牌号，如用于粗加工瑞典山特维克推出GC235，GC2145；美国肯纳推出KC9245；日本三菱推出US735；中国株钻推出YBM351，YB235等。在半精加工及精加工作业应用，有山特维克推出GC2025，GC2015；中国株钻推出YBM251，YBM151是优先适用于切削不锈钢的刀片材料。所以涂层合金刀片材料从粗加工到半精加工及精加工得到匹配使用。
涂层硬质合金刀具，如整体硬质合金立铣刀主要凃覆TiAlN，AlTiN和TiCN化学成分。用于切削不锈钢在刀具结构上最好是采用奇数齿，不等齿距，不等螺旋角参数，其效果更佳。
③立方氮化硼的应用。PCBN刀具是一种高效、高耐用度、低粗