硬质合金刀片的材料分类.性能.选用(摘要)课件

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工欲善其事 必先利其器2可编辑课件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。3可编辑课件PPT

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。4可编辑课件PPT

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。编者2007.8.5可编辑课件PPT硬质合金刀片的材料分类.性能.选用

中国刀具技术协会常务理事孙贞惠高级工程师刀具技师主讲6可编辑课件PPT

硬质合金刀片的材料分类.性能.选用

一.概述二.硬质合金刀具材料的分类与特性三.硬质合金刀具涂层技术简介四.根据加工件的材料特性选用合适的 刀片牌号五.根据刀片的特性合理选择切削用量六.附表7可编辑课件PPT

一、概述：切削过程的主要矛盾是刀具的切除与工件的反切除。影响刀具切削能力的外在因素有刀具结构、几何角度、磨损情况以及工件材料、切削用量选用情况等，而刀具材料的性能则是决定切削能力的内在因素；因此，在切削加工实践中，进行编制工艺、选择刀具和优选切削用量，都必须以刀具材料的性能为依据。 硬质合金刀具是在较大的切削力和较高的切削温度下切除金属的，并且和切屑与工件表面不断地发生摩擦，因此，作为刀具切削部份的刀片材料，应具备以下几方面的性能：8可编辑课件PPT

1．较高的硬度和耐磨性；

2．较高的耐热性；

3．必要的强度与韧性；

4．较好的导热性；

5．较好的抗粘结性；

6．制造刀具工艺性和经济性相对好。

各类刀片牌号的性能差别很大、适用范围也各有不同，没有一种刀片牌号具备所有的最佳性能，而是各有所长、相互补充的。所以，了解刀片牌号的基本特性及其应用范围，在生产实践中掌握其规律性，才能做到运用自如。9可编辑课件PPT

机夹硬质合金 镗、铣刀具

机夹硬质合金 车削刀具10可编辑课件PPT各种硬质合金刀片11可编辑课件PPT(涂层硬质合金刀具.刀片涂层设备)与12可编辑课件PPT切削刀具材料的特性区域图碳工钢合工钢CBN涂层13可编辑课件PPT☆国产各种刀具材料的主要性能指标材料种类密度（g/cm3）耐热性（℃）硬度抗弯强度（Mpa）热导率[w/(m·K)]热膨胀系数×10-6/℃金刚石天然金刚石（单晶）3.47~3.56700~800HV10000210~490146.50.9~1.18聚晶金刚石（PCD）3.5~4.1700~800HV6500~8000600~10002105.4~6.48金刚石涂层（CVD）3.51HV8500~10000750~15003.7立方氮化硼（CBN）CBN烧结体3.45~3.491300~1500HV8000~9000780~98075.6~1302.5~3CBN复合片3.44~3.491000~1200HV4500~5000500~8001304.7陶瓷刀具晶须增强陶瓷4.46~6.081200~1300HV2060800~100020~358~12Si3N4陶瓷3.1~5.01200~1300HRA91~95600~90015.0~38.07.0~9.0Al2O3陶瓷3.6~3.98800~1200HRA92.5~95400~750297.0~8.0硬质合金超细晶粒合金（YM.YD.YC）12.5~15.2900~1100HRA91~93.5980~1960—TiC基合金（YN）5.56~6.31100~1200HRA91~931400~180021~717.5~8.5通用合金（YW）12.7~13.41000~1100HRA90~92.51400~1800—3~7.5钨钴类（YG）14.3~15.5800HRA89~91.5980~206074.5~87.94.5~5.5钨钴钛类（YT）9.35~13.2900HRA89~92.5880~180020.9~62.85.5~6.5高速钢8.0~8.8600~700HRC62~702450~392016.75~25.18~12合金工具钢7.7~7.9300~400HRC58~662350~41.87—碳素工具钢7.6~7.8200~250HRC55~652060~41.8711.7214可编辑课件PPT

二.硬质合金刀具材料的分类与特性

硬质合金是釆用粉末冶金工艺制成的工程材料。它是由高硬度和高熔点金属碳化物（碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）和碳化铌（NbC）等）作硬质相，用金属钴（Co）为主或钼（Mo）、镍（Ni）等作为粘结相。经球磨工艺制成的粉末，按各种牌号的配比进行混合，而后压制成合金坯块，再经过高温高压炉里进行燒结而成各种硬质合金制品。由于硬质合金中的高温碳化物含量超过高速钢，具有高硬度、耐磨性好、耐热性好的特性，允许使用切削速度要比高速钢高得多，因此，硬质合金是目前得到最广泛应用的切削刀具材料。15可编辑课件PPT

1．ISO标准硬质合金的分类 及其刀片牌号表示方法：

（1）ISO标准硬质合金的分类及其代号；（2）ISO标准硬质合金牌号成份和性能；（3）ISO标准硬质合金按用途分类表。16可编辑课件PPT

(1)ISO标准硬质合金的分类 及其刀片牌号表示方法

（1）硬质合金的分类及其代号：

P类(包括P01～P50):适用于加工长切屑的黑色金属(如:切削钢材)，以蓝色作标志；

M类(包括M10～M40):这类合金为通用型，适用于加工长切屑或短切屑的黑色金属(如:

切削不锈钢)及有色金属，以黄色作标志；

K类(包括K01～K40):适于用加工短切屑的黑色金属(如:切削铸铁)有色金属及非金属材料，以红色作标志；17可编辑课件PPTP.

M.K.H.

S.

N.

H类(包括H01～H30):适用于加工硬度为HRC40～65

的高硬度材料

(如:切削淬火钢、合金钢、硬铸铁等)，以褐色为标志；

S类(包括S01～S30):适用于切削高温合金、耐热合金材料(如:钛合金、镍基高温合金等)，以棕色为标志；

N类(包括N10～N30):适用于加工有色金属及非金属

材料

(如:铝合金、纤维强化型塑料 等)，以绿色为标志。注:以上三类标准是近年来ISO新增设的标准18可编辑课件PPT类别牌号化学成分（%）物理——机械性能WCTiC+TaCCo

密度

(克/厘米3)维氏硬度HV(公斤/毫米2)抗弯强度mpa抗压强度mpaPP01.2P01.3P01.4P05P10P20P25P30P40P50305162776376718275686443331828142081215665591091013177.28.510.112.210.711.912.413.112.712.51800175017501700160015001450145014001300736883981107912791472171717171913215834364126—4218451347014701490548073924MM10M20M30M40848281791010626891513.113.414.413.6170015501450130013241570176620604905490547014316KK01K05K10K20K30K4092919292898843222—466691215.014.514.814.814.414.3180017501650155014001300117713241472166818642060—57885592490546114416（2）硬质合金ISO标准牌号的成分和性能19可编辑课件PPT（3）硬质合金ISO标准按用途分类表主要类别用途分类被加工材料大类识别颜色分类号被加工材料用途和工作条件

P

类长切屑的黑色金属蓝色P01钢、锻钢件

精车、精镗、高速切削，小切削截面尺寸精确和精度高、无振动工序P10钢、铸钢件

车削、仿形切削、车螺纹和铣削、高切削的小或中切削截面

P20

钢、铸钢、长切屑的可锻铸铁

车削、仿形切削、铣削、中切削速度和切削截面、小切削截面刨削

P30

钢、铸钢、长切屑的可锻铸铁

车削、铣削、刨削、中或低切削速度中或大切削截面，在不利条件下加工P40

钢、有夹砂和孔隙的铸钢件

车削、刨削、插削、低切削速度、大切削截，可以用于不利条件下加工的大切削角和在自动机床上使用

P50

钢、有夹砂和孔隙中或低抗拉强度的铸钢件

适于要求韧性很高的硬质合金的工序车削、刨削、插削、低切削速度、大切削截面，可以在不利条件下以大切削角加工和在自动机床上使用

20可编辑课件PPT硬质合金ISO标准按用途分类表（续）

M

类长或短切屑的黑色金属有色金属黄色M10

钢、铸钢件、锰钢、灰口铸铁、合金铸铁

车削的精加工、中或高切削速度、小或中切削截面M20

钢、铸钢件、奥氏体钢或锰钢、灰口铸铁

车削、铣削、中切削速度和切削截面M30

钢、铸钢件、奥氏体钢、灰口铸铁、耐高温合金

车削、铣削、刨削、中切削速度、中或大切削截面M40

高速切削软钢、低抗拉强度钢、有色金属和轻合金

车削、切断、特别适于自动机床的成形车削21可编辑课件PPT硬质合金ISO标准按用途分类表（续）

K

类短切屑的黑色金属；有色金属；非金属材料红色K01

非常硬的灰口铸铁，肖氏硬度85以上的冷硬铸件、高硅铝合金、淬火钢、高耐磨塑料、硬纸板、陶瓷

车削的精加工、镗削、铣削、刮削K10

布氏硬度220以上的灰口铸铁、短切屑的可锻铸铁、淬火钢、硅铝合金、铜合金、塑料、玻璃、橡胶、硬纸板、瓷器、石头

车削、铣削、钻孔、镗孔、拉削、刮削K20

布氏硬度高达220的灰口铸铁、有色金属、紫铜、黄铜、铝

要求高韧性硬质合金的车削、铣削、刨削、镗孔、拉削、

K30

低硬度灰口铸铁、低抗拉强度钢、压缩木材

车削、铣削、刨削、插削、适于不利条件下加工，可以用大切削角K40

软木或硬木、有色金属

车削、铣削、刨削、插削、适于不利条件下加工，可以用大切削角22可编辑课件PPT各种硬质合金可转位车刀23可编辑课件PPT各种硬质合金可转位铣刀24可编辑课件PPT

2．国产硬质合金分类、性能及其用途：

（1）国产硬质合金牌号分类；（2）国产硬质合金牌号表示方法；（3）国产硬质合金常用牌号性能与选用；（4）国产硬质合金新牌号的性能与选用；（5）国产硬质合金可转位刀片型号(采用

ISO国际标准)的表示方法；（6）国内外硬质合金牌号对照表。25可编辑课件PPT（1）国产硬质合金牌号分类:

A．钨－钛－钴类合金：以WC－TiC－Co为化 学成份，称YT类；

B．钨－钴类合金：以WC和Co为主，个别牌号加 了微量的TaC或NbC；称YG类；

C．钨－钛－钽（铌）－钴类合金：除WC－Co外， 还加了适量的TiC、TaC、Nbc， 称YW类；

D．碳化钛基－镍钼类合金：以Ni－Mo为粘结剂 的合金，称YN类；

E．钢结硬质合金。26可编辑课件PPT（2）国产硬质合金牌号表示方法：

表示硬质合金:Y--“硬”的汉语拼音第一个字母表示硬质合金成份特性：G6--钨钴合金及钴含量T14--钨钴钛合金及钴T05--钨钴钛铌合金W1--钨钴钛钽合金N10--钛镍钼合金

M051--钨钴钛钽类超细颗粒合金附加字母分别表示：X—细颗粒C—粗颗粒N—加铌元素A—加钽元素YG6X27可编辑课件PPT

☆

国产硬质合金牌号（材质） 表示方法举例说明例1：YG8表示含钴量8%，含碳化钨92% 的钨钴合金；例2：YG6表示含钴量6%，含碳化钨94% 的钨钴合金；例3：YT15表示含碳化钛15%，含钴量6% 含碳化钨79%的钨钛钴合金；例4：YT5表示含碳化钛5%，含钴量10%， 含碳化钨85%的钨钛钴合金；例5：YW2表示含碳化钨85%，碳化钛4%， 含碳化钽4%含钴量7%的通 用合金。28可编辑课件PPT

(3)国产硬质合金常用牌号的性能与选用:

硬质合金是由高硬度的高温碳化物（又称难熔碳化物）和金属粘结剂用粉末冶金工艺制成的工程材料。用于切削刀具的硬质合金是以碳化钨（WC）和碳化钛（TiC）为主要成分,常用金属添加物有碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）、碳化钒（VC）、碳化铬（Cr3C2）、碳化钼（Mo2C）等，常用的金属粘接相是钴（Co）和镍（Ni）。

按晶粒大小区分，硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金、亚微细晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。29可编辑课件PPT

A．YT类硬质合金：(对应于

ISO

标准的

P

类)合金牌号YT5YT14YT15YT30硬度89.590.59192.5

（HRA）耐磨性差←－－－－－－－－－－→耐磨性好抗弯强公斤/毫米²）韧性好←－－－－－－－－－－－→韧性差导热系数0.150.080.080.05（卡/厘米·秒·度）散热快←－－－－－－－－－－→散热慢维持性能的最高温度：600←－－－→900°C工艺性能：含钛量多的硬质合金铜钎焊性差、切削钢抗粘结性好；应用范围：主要制造各种焊接、机夹或整体刀具，适用于碳钢、合金钢的粗、精加工。30可编辑课件PPT

B．YG类硬质合金:

(对应于

ISO

标准的

K

类)

合金牌号YG8YG6YG6XYG3

硬度

89 89.591 91

（HRA） 耐磨性差←－－－－－－－－－→耐磨性好抗弯强度150

140135

110

（公斤/毫米²）韧性好←－－－－－－－－－－→韧性差导热系数0．18

0．190．190．21

（卡/厘米·秒·度）散热慢←－－－－－－－－－－→散热快维持性能的最高温度：600←———→900°C

工艺性能：铜钎焊性好、切削钢抗粘性能差；应用范围：主要制造各种焊接、机夹或整体刀具，适用于铸铁、有色金属及其合金的粗、精加工；含钴量多的牌号可粗加工不锈钢。31可编辑课件PPT

C．YW类硬质合金：(对应于

ISO

标准的

M.K

类)

合金牌号YW1YA6YW2

硬度

929291

（HRA）耐磨性好←－－－－－－→耐磨性差

抗弯强度125135150

（公斤/毫米²）韧性差←－－－－－－－→韧性好

维持性能的最高温度：700←－－－→1000ºC

工艺性能：耐热性较好，能承受一定的冲击负荷，是

添加少量TaC、NbC的通用性较好的合金；

应用范围：适用于硬铸铁、有色金属以及耐热钢、高

锰钢、不锈钢、合金钢的粗、精加工。32可编辑课件PPT

D．YN类硬质合金:

(对应于

ISO

标准的

P

类)

合金牌号YN05、YN10、YN20

硬度HRA90.5～93

抗弯强度110～125（公斤/毫米²）维持性能的最高温度：1000～1300°C

工艺性能：耐磨性和允许的切削速度高于

YT30，抗弯强度比

YT30

高、加工钢时抗粘结性能好；应用范围：适用于碳素钢、合金钢、不锈钢、淬火钢等材料连续切削时的精加工，可替代YT30。33可编辑课件PPT

E．钢结硬质合金：

钢结硬质合金是以工具钢、碳素钢、合金钢为粘结相，以碳化钛、碳化钨等碳化物为硬质相用粉末冶金方法生产的硬质合金。

钢结硬质合金按硬质相的组成可分为碳化钛基和碳化钨基类；按粘结相的最终组织结构可分为马氏体、奥氏体、铁素体基；按机械工性能可分为可加工和不可加工两种钢结硬质合金。

钢结硬质合金的密度普遍比前面叙述的几种硬质合金低，但它可以通过热处理（淬火或退火）提高和降低硬度。它还可进行机械加工和焊接，部分还具有可锻造的特性。34可编辑课件PPT

☆

钢结硬质合金的物理机械性能

合金牌号密度

退火硬度淬火硬度抗弯强度

（g/cm3）（HRC）（HRA）（N/mm²）

GT35>6.40<46>851274

GW1

>10.20<40>83

未锻1764～2058

已锻2352～2548R5>6.30<48>851274

GA5

13.0

HRA>86

>2450TM52>6.00HRC>57

烧结态155～165

韧化处理185～200TM60>6.20HRC>59

烧结态158～170

韧化处理190～210

35可编辑课件PPT

☆

钢结硬质合金的特性与应用范围

a．GT35：硬度较高、耐磨性好，但不耐高温与腐 蚀；用于冷冲、挤压模具及量卡具、耐 磨零件等。

b．GW1：较好的机械性能和耐磨性，用干冷冲压 模具及量卡工具、耐磨零件。

c．R5：较高的硬度和耐磨性，有回火二次硬化 现象，抗回火、抗氧化、抗腐蚀；适用 于中温热作模具与耐热、耐磨零件。

d．GA5：具有高强度、高耐磨性，抗冲击韧性和 可焊性；适用于大功率矿山、地质采掘 工具及模具、耐磨零件。

e．TM52TM60：具有加工硬化、耐冲击和可电弧 焊接的特性，适用于制作抗冲击的矿山 凿岩钻具和耐磨零件。36可编辑课件PPT

(4)国产硬质合金新牌号的性能与选用：

新牌号硬质合金是指近二十年来新研发的晶粒细化的硬质合金产品。

普通硬质合金的晶粒度为

3~5μm，细晶粒硬质合金的晶粒度为1.5μm左右，亚微细晶粒硬质合金的晶粒度为0.5~1μm，而超细晶粒硬质合金的晶粒度在0.5μm

以下。由于晶粒细化后，不但可以提高合金的常温硬度、

耐磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也得到提高。

超细晶粒硬质合金比同样成分的普通硬质合金提高2HRA

以上，抗弯强度可提高600~800MPa。目前，国产细晶粒硬质合金有株洲合金公司的

YS2、YM051、YD05，自贡合金公司的ZK10、YG643、YG610，厦门金鹭公司的

GU10UF、GU15UF等牌号。

（以下列表介绍国产晶粒细化的硬质合金）37可编辑课件PPT整体硬质合金立铣刀38可编辑课件PPT☆

国产常用新牌号硬质合金的性能与选用（表一）

合金牌号

(株洲/自贡)

相当于ISO标准硬度

HRA抗弯强度

/MPa

密度应用范围

g/cm3(本表可按

P

类硬质合金选用)YT05YN10P059211006.3调质钢.合金钢.淬火钢的精加工.YC10YC12P1090.9165010.3合金钢.淬火钢的精加工.YC20.1P2090.5175011.7钢.调质钢的半精加工.精加工.YC30YT35P3090.1185012.5钢.铸钢的粗加工.半精加工.YC40YC45P4089.9220013.1钢.铸钢的粗加工.重力切削.ZP01YT726P1092.5161014.2调质钢.合金钢.淬火钢的精加工.ZP10YT715P1091.5140011.3调质钢.合金钢.淬火钢的精加工.ZP20YT758P2091.5162013.3高强度钢的连续切削或间断切削.ZP30YT730P3091185011.26钢.铸钢的粗加工.半精加工.ZP40YT535P4090176012.7钢.铸钢的粗加工.断续切削.39可编辑课件PPT☆国产常用新牌号硬质合金的性能与选用（续）合金牌号(株洲/自贡)

相当于ISO标准硬度

HRA抗弯强度

/MPa密度

g/cm3

应用范围

(本表可按

M

类硬质合金选用)YM051

M1092125012.5高锰钢.耐热不锈钢的精加工.YM10

M1091.5123012.0合金钢.调质钢.耐热不锈钢精加工.YM20

M2091.5145013.9钢.铸钢.锰钢.可锻铸铁的粗加工.YM30

M3091.5200014.5马氏体.铁素体.奥氏体.耐热不锈钢等以及合金钢的粗.精加工.YC30T

M3090.5160011.4YC40T

M4089.9170013.1各种不锈钢.合金钢的粗加工.YT767

M1092158013.1高锰钢.不锈钢的粗.精加工.ZM10

M1091120013.2耐热钢.高锰钢.不锈钢的精加工.YW2A

M1591162013.0耐热钢.高锰钢.不锈钢的粗.精加工.YG532

M2090.5176014.1不锈钢.高温合金.铸铁的粗加工.YG813

M2091175014.4马氏体.铁素体.奥氏体.耐热不锈钢等以及合金钢的粗.精加工.ZM30

M3090.5180013.7YG640

M4091200013.2不锈钢.合金钢的粗加工.40可编辑课件PPT☆国产常用新牌号硬质合金的性能与选用（续）

合金牌号(株洲/自贡)相当于ISO标准硬度

HRA抗弯强度

/MPa密度g/cm3

应用范围

(本表可按

K

类硬质合金选用)YD05K0194120014.8淬火钢.热喷焊材料的粗.精加工.YD10.2K0593.5170012.9钛合金.高锰钢的半精加工.精加工.YS8K1092.5157013.9铁基.钴基高温合金的粗.精加工.YD20K2090.5190014.8硬铸铁.钛合金.高温合金粗.精加工.YS2TK4091.5220014.5不锈钢.镍基合金.钛合金的粗加工.YG610K0593.5134014.7高铬铸铁.高温合金.淬火钢精加工.YG643K1091.5170014.92球墨铸铁.冷硬铸铁的粗.精加工.ZK20K2090172014.95铸铁.有色金属.非金属材料半精加工.ZK30K3089180014.7铸铁.有色金属及硬铸铁的粗.精加工.YG546K4089206014.6铸铁.不锈钢.有色金属的粗加工.注：以上表中的新牌号硬质合金为株洲硬质合金有限公司与自贡硬质合金有限公司的产品。41可编辑课件PPT☆

国产常用新牌号硬质合金的性能与选用（续）合金牌号(厦门金鹭)相当于ISO标准硬度

HRA抗弯强度

/MPa密度

g/cm3

应用范围

（本表可按

K

类硬质合金选用）GU10UF

94.2400014.80制造0.8~3.2mm加工PCB的微钻.铣刀.GU15UF

93.8420014.60玻璃钢.钛合金.淬火钢的切削加工.GU10F

93.5380014.80玻璃增强复合材料.树脂结合陶瓷材料，木材.纸和有色金属的切削加工.GU15F93.0420014.65GU25UF93.0400014.10淬硬钢.模具钢.不锈钢.镍基合金.钛合金的粗.精加工.GU10K0193.0270014.85有色金属精加工和木材的切削加工.GU20K2092.0340014.45铸铁.不锈钢和耐热合金的粗加工GK02K0292.5230015.15高硬铸铁的精加工.GK05K1091.5250014.95铸铁.有色金属的粗.精加工.注：以上表中的新牌号属超细晶粒或亚微细晶粒的硬质合金，是厦门金鹭特种合金有限公司的产品。42可编辑课件PPT整体硬质合金立铣刀铣削加工43可编辑课件PPT(5)

硬质合金可转位刀片型号的表示方法:

我国硬质合金可转位刀片的国家标准采用的是ISO国际标准，即《切削刀具用可转位刀片型号表示规则》（GB/T2076–1987）共有10个号位。标准规定，任何一个型号刀片都必须用前7个号位，后3个号位在必要时才使用。但对于车刀刀片，不论有无第8、9两个号位，第10号位都必须用短横线“–”与前面号位隔开，并且其字母不得使用第8、9两个号位已使用过的7个字母（F、E、T、S、R、L、N），当第8、9号位为只使用其中一位时，则写在第8号位上,且中间不需空格。第5、6、7号位使用不符合标准规定的尺寸代号时，第4号位要用X表示，并需用略图或详细的说明书加以说明。44可编辑课件PPTISO标准可转位刀片型号的表示方法45可编辑课件PPT（6）国内外硬质合金牌号对照表：

在全世界有上百个厂商生产切削加工用的硬质合金，其硬质合金的化学成份、性能以及各国厂商的硬质合金牌号命名也不相同，给用户合理选用带来许多麻烦。为此国际标准化组织颁佈了ISO—513规定，对切削加工用的硬质合金按应用范围分为三大类（P、M、K类），隨着工程材料技术的发展，被加工材料种类不断的增多，新型刀具材料也不断涌现，因此，近年来ISO组织又增设了三大类标准（H、S、N类）。 为了便于大家了解各国厂商生产的硬质合金牌号，掌握按

ISO标准分类分组的硬质合金性能和使用范围，我们根据收集到的有关资料，编写以下《

国内外主要厂商硬质合金牌号对照表》，供选用时参照。46可编辑课件PPT☆

国内外硬质合金牌号对照表

车削刀片

(表一)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司PP01YN05YT30YT30F02SRNP05YN10YT05YC10YT30ZP01S1PS20K7HTX05P10YT15YC10ZP10YT715YT15S1PS20K45K4HIC70STi10STi10TTX10STX10DST10PST15ESRTP20YT14YC20.1ZP20YT14YT758YT798S2S4SMSMASM30K29K45K2884K125MTTMIC70IC50MSTi20TSTi20UTi20TTX20UX25TX25ST20ESRTDX30P30YT5YC30YC35YC40ZP35ZP30YT730YT535YT5S4SMSMASM30K21GKK420K2885K600TTRIC50MIC54UTi20TSTi30TX30UX30A30ST30EA30NSR30DX30DX35P40YC40YC45ZP40YT535YT540S6SMASM30K21K420K2884G13IC54STi40TTX40ST40ESR30DX3547可编辑课件PPT☆

国内外硬质合金牌号对照表车削刀片

(续)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司MM10YW1YW3YD201YT726YW1ZM15ZCP1FYT767RIPH10AH13AK68K131IC24UTi10TTU10EH510U10E890UMNUM10M20YW2YW3YM20YG813YW2YW2A2CP1AYG522R1PSHH10AH13AK21K68KMFK125MK313TTMIC24IC08STi25TUTi20TTU20EH520U2HX883DX25UM20UMSM30YM30YC30TYG813ZM30YG532H10FH20H13AS6S21K420K600TTRIC08IC28UTi25TUTi20TUX30A30A30NDX25UM30UMSM40YC40TYG640H10FR4K420G13IC28UTi40TTU40A40U10EUM4048可编辑课件PPT☆

国内外硬质合金牌号对照表

车削刀片(续)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司KK01YG3YG3XYD05YG3YG600H1PH605IC4HTi05TTH03H2H3KG03K05YD05YS8YD051YG3XZK10ZK10UFYG610H1PHMK45K68K313IC4HTi05TTH05GIFK10YD15YS8YS10YD201YG6XYG6AZK10UFYG6XYG6AZK10YG643H1PH10HMK6K68K3735KF1KM1K110MTHMTHM-UIC20HTi10HTi20TGIFTH10G10EH10EH510890KG10KT9CR1K20YG6YG8NYD15YD201ZK20UFZK20YG6YG813YG532HIPH10FH10AH12AK1K6K8735KMFK600IC20IC10UTi10HTi20THTi20G2G2FKS20D2G2G10EH20H520890HX883KT9CR1KG20K30YG8YG8NYS2TYD201YG8ZK30UFZK30YG546YG640H10FK1K6K8735THRIC10IC21IC28HTi20UTi20TG3G4D3G3G10E883KG3049可编辑课件PPT☆

国内外硬质合金牌号对照表

车削刀片

(续)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司NN01YD101H10H13AK605H1H2KG03N10YD101YS8YS10ZK10UFK10K313KF1KM1K110MTHMTHM-UHTi10TH10H10TKS05FEH10EH510890H15KC10KT9N20YD201K715KMFK600G10EEH20EH520HXKX883H15H25CR1KG20N30G13THRH25KG30SS01RT9005KG03S10YS8YD15YT726H10AH10FH13AH10K10K313THMRT9005RT9010TH10EH10EH510890F205KG10S20YT767YT758K715KMFRT9010TF15KS20EH20EH520890883HXH25F215KG20S30G13K600THRTF15KG3050可编辑课件PPT☆

硬质合金刀具材料对照表

铣削刀片(表二)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司PP10YT15YC10YT15ZP10SIPS20K45K4HIC70STi10STi10TTX10STX10DST10PSRTP20YT14YC10YS25YT14ZP20YT758YT798ZP25S2S4SMSM30SMAK29K45K2884K2885IC70IC50MIC28STi20STi20TUTi20TTX20UX25TX25ST20EA30NSRTDX30P30YT5YS25YC30SYC30YT5ZP35YT535S4SMSMASM30K21K2884K2885K600IC50MIC28IC54STi30UTi20TTX30UX30A30A30NST30ESR30DX30P40YC40YT535K21K420IC28STi40TTX40ST40ESR30MM10YW1YW3YW1K110MIC24UTi10TTU10U10EUMNM20YW2YW3YS25YC30YW2YW2AYT798K313IC24STi25TUTi20TTU20U2A30NDX25UMSM30YS25YC30YC30SYC30TSM30KFMK600IC28STi25TUTi20TUX30A30A30NDX25UMSM40YC40TYC40IC28UTi40TTU40A4051可编辑课件PPT☆

硬质合金刀具材料对照表铣削刀片

(续)ISO分类分组代号金鹭公司株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司KK01YG3YG3XYG600HIPIC4HTi05TTH03H1H2H3KG03K05YD05YD051YG610ZK10UFHIPHMK45K68K313IC4HTi05TTH05GIFK10YS10YG6XYG6AYD101YG6AZK10UFYG610YG6XHIPHMH10K6K3735K110MK313IC20HTi10HTi20TTH10GIFG10EH10EKG10K20YDS15YG6YD101YS10YD201YD15YG6ZK20ZK20UFYG532YG813HIPH10AH10FH12AH13AK1K6K8735K313KFMIC20IC10Hi20THTi20UTi20TG2KS20G2FD2G2G10EHXKT9CR1KG20K30YD201YG8YG8NYS2TYD15YG8YG640ZK30YG546YG640HMH10FK1K6K8735IC10IC21IC28HTi20UTi20TG3G4D3G3G10EKG3052可编辑课件PPT53可编辑课件PPT54可编辑课件PPT三.硬质合金刀具涂层技术简介

（一）简介（二）涂层刀具的分类与特性（三）涂层材料与基体材料（四）刀具涂层设备简介（五）涂层刀具材料的选用（六）国内外涂层硬质合金刀具 材料分类对照表55可编辑课件PPT涂层设备56可编辑课件PPT（一）简介：

在刀具（或刀片）表面上涂覆一层或多层的高硬度难熔金属化合物的薄膜（约5~12μm），这样使刀具既保持原有基体的强度和韧性，又使表面有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系数和高的耐热性，这就是

20世纪70年以来刀具技术的重大突破。人们把这种表面处理技术称为涂层（涂膜）技术，经过涂层的刀具称为“涂层刀具（或涂层刀片）”。

随着数控机床的广泛应用，刀具涂层技术也得到了飞速发展，涂层工艺越来越成熟，目前，国外的切削加工已普遍使用涂层刀具，预计今后涂层刀具将是数控加工领域中最重要的刀具品种，涂层刀具所占的比例必将达到

80%

以上。57可编辑课件PPT（二）涂层刀具的分类与特性:

1.涂层工艺方法分类：

根据涂层技术工艺方法不同，主要分为化学气相沉积法和物理气相沉积法（其又分为真空蒸着法、溅射法、离子法等）；此外还有盐浴浸镀法、等离子喷涂、热解沉积涂层以及化学涂覆法等。以下简介目前常用的几种刀具涂层方法：（1）化学气相沉积法

(CVD)

（2）物理气相沉积法

(PVD)

（3）等离子体化学气相沉积法(PCVD)58可编辑课件PPT

（1）化学气相沉积法（CVD）:CVD法是釆用一套完整的专用涂膜设备，它除了反应器外，还包括反应气体输入部分、控制及测量部分、反应激活能源及尾气排放部分等。其工艺条件要求很高，对温度、压力和反应物供给要求严格控制，成本较高。其基本原理是利用金属卤化物的蒸汽、氢气和其他化学成分，在700

～

1200℃

的温度下，进行分解、热合等气、固相反应，或利用化学传输等作用，在加热刀具或刀片的基体表面生成固态沉积层的一种方法。因此CVD又称为化学蒸着法。59可编辑课件PPT

涂层硬质合金刀片60可编辑课件PPT

（2）物理气相沉积法（PVD）：

PVD法其工艺按基本原理可分为反应离子沉积法和反应溅射法等。工件表面通过离子轰击而得到淨化，涂层材料则溶化而且雾化，並在等离子区电离，沉积于被涂层的材料上。

PVD法有很多优点，如:沉积温度比CVD法低，约为200～600℃，PVD涂层纯度高，致密性好，涂层与基体结合牢固，涂层性能不受基体材质的影响。但PVD涂层法的工艺要求很严格，设备费用比CVD法还要高2–3倍，而涂层周期较长，因此涂层成本较高。61可编辑课件PPT

（3）等离子体化学气相沉积法

(PCVD):PCVD法是在反应气体外部施加电场，产生异常辉光放电，使进入反应室内的气态变为等离子状态，即化学性能上表现为非常活泼的离子、原子团、激发态原子和分子等。这些化学活性很强的粒子，在500℃

的温度下进行化学反应即可生成薄膜；由于薄膜沉积之前对衬底表面的溅射清洗，以及在表面沉积过程中的粒子轰击效应，

因此，与CVD法比较具有温度较低、成膜致密性好、镀膜与基体结合牢固，涂层性能优良等特点。62可编辑课件PPT

2.涂层刀具分类与特性：

（1）涂层硬质合金刀具：在普通的整体硬质合金刀具或硬质合金可转位刀片表面上，釆用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）的工艺方法，涂覆一层或多层高硬度、高耐磨性的难熔金属化合物或超硬材料（如：

TiC、TiN、Al2O3

以及

PCD和

PCBN等），

表面硬度可达

1500~3500HV（PCD、PCBN涂层可高达4000~7000HV），耐热性达

400~1200℃，在高速切削、干切削时，

比未涂层刀具（或刀片）的使用寿命提高

1~3倍，有的高达

5~10倍；此外，涂层硬质合金刀片通用性好，一种涂层刀片可代替几种未涂层刀片使用，大大简化了刀具管理和降低了刀具费用，经济效益显着。63可编辑课件PPT

（三）刀具涂层材料与基体材料：

1.刀具涂层材料：

（1）刀具涂层材料应满足下列要求：

A.具有较高的常温和高温硬度；

B.有良好的化学稳定性与基体材料粘结牢固；

C.应有较强的渗透性，不产生气孔；

D.有良好的工艺性和低的成本。64可编辑课件PPT

（2）刀具涂层材料：常用的涂层材料有碳化物（TiC）、氮化物（TiN）、氧化物（Al2O3）、硼化物（TiB2）、硫化物（MoS2）、碳氮化物（TiCN）等，近年来国内外还迅速发展了聚晶金刚石（PCD）和立方氮化硼（PCBN）涂层。

碳化物

TiC、HfC、SiC、ZrC、WC、VC、B4C等

氮化物TiN、VN、TaN、CrN、ZrN、BN、Si3N4、AlN等

氧化物Al2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2、HfO2

等

硼化物TiB2、ZrB2、NbB2、TaB2、WB2

等

硫化物MoS2、WS2、TaS2等复合涂层TiCN、TiAlN、TiAlCN等超硬涂层PCD、PCBN等65可编辑课件PPT涂层材料颜色涂层厚度

/um硬度GPa摩擦系数(对钢)最高使用温度℃主要应用领域硬涂层碳化钛（TiC）黑灰1~5300.25600中低切速下的通用涂层

氮化钛（TiN）金黄1~5230.4500低切速下的通用涂层

氮碳钛（TiCN）蓝灰1~5300.4500中低切速下的通用涂层

氮铝钛（TiAlN）紫黑1~5350.4~0.6800可用于加工难加工材料、干切削、硬切削

氮钛铝（AlTiN）黑1~5380.7900比TiAlN有更好的性能氮碳铝钛（TiAlCN）红紫1~5280.25500低切速下优于TiAlN，高切速下优于TiCN氮铬铝（AlCrN）蓝灰1~5320.3~0.41000用于软材料(HRC48以下)的铣削、滚齿ZrN白金1~5260.5550适用于加工铝合金、铜合金及钛合金DIAMOND银灰1~5＞800.15~0.2700适用加工高硅铝合金及石墨等非金属材料AlTiN/SiN复合紫蓝1~10450.451100纳米结构涂层，适用干切削、硬切削氮化铬（CrN）银亮1~10180.3~0.5700适用加工铜合金及钛合金软涂层DLC黑灰0.2~0.5200.1~0.2300润滑涂层，用于钻孔、攻丝，有利排屑

碳化钨（WC/C）黑灰1~5＞100.1~0.2300做复合涂层的表层，降低摩擦系数

二硫化钼（MoS2）

黑灰0.2~0.5200.1~0.2300润滑涂层，用于不锈钢切削，有利排屑☆常用涂层材料的硬涂层与软涂层的性能比较66可编辑课件PPT国外涂层设备:67可编辑课件PPT

TiN＋Al2O3＋TiCN复合涂膜GC4005

☆刀片刃口处理为负倒棱，采用梯度烧结技术，刃口区域富含钴粘结基，从而提高了刃口的抗破损能力。

☆中等厚度的7umMTCVD-TiCN，较厚的大约10um的alfa-Al2O3。

☆TiCN的抗磨料磨损的性能最好，既抵抗后刀面磨损的性能最强。厚Al2O3是超精细化沉积层是最好的热屏障，使刀片在高速干切削时刀片基体不会发生塑性变形。

☆基体含有呈立方晶格的碳化钨从而提高了刀片的热硬性抗冲击能力。氮化钛涂层TiN陶瓷涂层Al2O3碳氮化钛涂层TiCN硬质合金机体68可编辑课件PPT☆

国内外CVD涂层硬质合金牌号对照表

车削刀片

(表一)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司PP01GC4005KC9110TN7005UE6005T9005AC700GTP1000JC110VP05YBC151ZCP1FZCM12P10YBC151YBC251ZCP1FZCM12ZCM02GC4005GC4015GC3115KC9110TN7005TN70101C9015UE6005UE6010UE6020UC6010T9015AC700GAC2000TP1000TP2000TP200TX150JC110VJC215VP20YBC151YBC251ZCP1AZCP1FZCM02ZCM12ZCM04ZCM14GC4015GC4025GC2015LC25GC3025KC9125TN70151C9025UE6010UE6020UC6010T9015T9025AC2000TP2000TP200JC110VJC215VP30YBC251YBC351ZCP1AZCP08ZCM02ZCM04ZCM14GC4025GC4035GC2025GC2135KC8050KC850TN70251C6561C9054UE6035UH6400US735T9025T9035AC3000TP3000TP300TP400JC215VJC315VP40YBC351ZCP1AZCP08ZCM02ZCM14GC4035GC2135KC90401C90541C635UE6035UH6400US735T9035AC3000TP400TP40JC325VJC450V69可编辑课件PPT☆

国内外CVD涂层硬质合金牌号对照表

车削刀片

(续)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司MM10YBM151ZCP1FGC2015TN7010US7020T6015AC2000TP200JC110VM20YBM151YBM251YBM351ZCP1AZCP1FGC2025KC9225TN7015TN75251C9025US7020T6020AC2000TP200TP300JC110VM30YBM151YBM251YBM351ZCP1AZCP1FGC2135GC235KC9040KC8050TN7025TN85251C9025US735T6030AC3000AC304TP300TP400TP40M40YBM351ZCP1AGC235KC9240KC9245US735AC304TP400TP4070可编辑课件PPT☆

国内外CVD涂层硬质合金牌号对照表

车削刀片

(续)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司KK01GC3205GC32101C9007UC5015UC5005T5010AC300GTX100JC105VK05YBD052K10YBD052YBD102YBD151GC3005GC3015GC3115BC3205BC3210KC9315TN5015TN70101C4181C428UC5115UC5015UE6010UC6010T5010T5020AC700GTX100TX150JC105VJC110VK20YBD102YBD151YBD152GC3115GC3205KC9325TN5020TN70151C9015UE6010UC6010T5020AC700GTP200TX150JC110VJC215VK30YBD152KC8050KC9040TN7025TP200JC215V71可编辑课件PPT☆

国内外CVD涂层硬质合金牌号对照表

铣削刀片

(表二)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司PP10YBC301T200MT250MP20YBC301YBC401YB235GC40201C520MF7030T200MT250MT350MT25MJC730UP30YBM251YBC301YBC401YB235GC4030KC930M1C40501C450F7030T3030AC230T250MT350MT25MP40YBC401YB235GC40301C40501C635T350M72可编辑课件PPT☆

国内外CVD涂层硬质合金牌号对照表

铣削刀片

(续)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司MM10YBM251M20YB235YBC301YBM251KC925MF7030T250MT25MJC730UM30YBC301YBC401GC2040KC930MF7030T3030T350MT25MM40T350MT25MKK01K10KC915M1C40101C418F5010T1015AC211JC600K20YB235GC3020KC925M1C520MF5020T150MT200MJC610K30YB235GC3040KC930M1C40501C450T200M73可编辑课件PPT

涂层硬质合金可转位切断刀片

涂层硬质合金可转位螺纹刀片74可编辑课件PPT☆

国内外PVD涂层硬质合金牌号分类对照表

车削刀片

(表一)ISO分类分组代号株洲钻石自贡公司山特维克肯纳公司伊斯卡公司三菱公司东芝公司住友公司山高公司黛杰公司PP01JC5003P10YBM252KC5010KC55101C507VP10MFCP200JC5015P20YBM252GC1020GC4125GC10251C5071C5701C3081C908VP15TFVP20MFCP250JC5015P301C3541C3081