常用的硬质合金.doc

常用的 硬质合金 钨钴类硬质合金 （YG）它由碳化钨和钴构成。其硬度为8991.5HRA，耐热性为800900 ，主要用于加工铸铁、有色金属及其合金，以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料。常用的牌号有 YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为 Co的百分含量。 硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。 钨钛钴类硬质合金 （YT） 它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为89.592.5HRA，耐热性为9001000 。常用的牌号有 YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的数字为 TiC的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯强度有所下降。 主要用于加工塑性材料，(如A3钢、20号钢、45号钢等)但它不适合加工含Ti元素的不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。 钨钽（铌）钴 类硬质合金 （YA）它是由碳化钨、碳化钽（碳化铌）和钴构成，有较高的常温硬度和耐磨性，同时能细化晶粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力。 常用的牌号有 YA6，适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工，也可对高锰钢、淬火钢等材料进行精加工和半精加工。 钨钛钽（铌）钴 类硬质合金 YW） 它是由碳化钨、碳化钛、钴以及加入少量碳化钽或碳化铌构成。其抗弯强度、韧性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大的提高。 是一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌号有 YW1、YW2。 碳化钛基硬质合金 （YN） 它是由碳化钛、镍和钼构成。它的硬度高（ 92.5HRA），具有较高的抗氧化能力、较高的耐磨性、耐热性（1100 1300 ）和抗月牙洼磨损能力。主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的精加工，常用的牌号有 YN10。 3） 其它刀具材料 陶瓷 陶瓷刀具材料是以人造的化合物为原料，在高压下成形和在高温下烧结而成的，硬度为9195HRA，耐热性高达1200 以上，化学稳定性好，与金属的亲和力小，与硬质合金相比切削速度可提高 35倍。但其最大的弱点是抗弯强度低，冲击韧性差，因此主要用于钢、铸铁、有色金属等材料的精加工和半精加工。常用的 陶瓷刀具材料有：高纯氧化铝陶瓷、复合氧化铝陶瓷和复合氮化硅陶瓷等。 金刚石 金刚石分天然和人造两种 ， 都是碳的同素异形体。天然金刚石由于价格昂贵用得很少。人造金刚石是在高温高压条件下 ， 由石墨转化而 成 。是目前已知的最硬物质 ， 其硬度接近于 100OOHV 。金刚石刀具能 精密切削 有色金属及其合金 、 硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等高硬度、 高 耐磨材料 。 但它不适合加工铁族材料 ， 因为金刚石中的碳原子和铁有很强的化学亲合力 ， 在高温条件下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构 ， 刀具 极 易损坏。 立方氮化棚 立方氮化硼是由软的六方氮化硼，在高温高压下加入催化剂转变而成的。其硬度高达 8000 9000HV, 耐磨性好 ， 耐热性好 ， 高达 1400 。 主要用于对高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁进行半精加工和精加工。 4） 刀具材料的 表面涂层 刀具材料的韧性和硬度一般不能兼顾 ， 故一般刀具材料的寿命主要是受磨损的影响 ， 近年来采用了表面涂覆处理的办法 ， 妥善解决了这一问题。 刀具材料的表面涂层是在高速钢 和韧性较好的 硬质合金等材料制成的刀具 表面上，通过化学气相沉积和真空溅射等方法， 使刀具表面 沉积极薄 （ 512 m） 的一层高硬度、耐磨和难熔的金属化合 物（ TiC或TiN ）， 涂层呈金黄色。 由于涂层的硬度高 ， 摩擦系数低 ， 使刀具的磨损显著降低 ， 涂层还具有抗氧化能力和抗粘结性能好的特点 ， 延迟了刀具前面月牙洼的形成。因此切削速度可提高 30% 50%, 刀具寿命可提高数倍至十倍。 刀具柄部是刀具的夹持部位，承受着弯矩和扭矩的作用，因此，应具备足够的强度和刚度，通常选用优质碳素结构钢或优质合金结构钢，如 45 钢或 40 Cr。必要时可选用合金工具钢作为刀柄或刀体材料，如9 Si Cr。 表3-6 常用刀具材料类别牌号使用性能用途工具钢9SiCr、CrWMn耐热性差，仅用于切削速度较低的刀具制造扳牙、手用丝锥、手用铰刀等受力较小的刀具高速钢通用型高速钢钨系普通高速钢W18Cr4V、钨钼系普通高速钢6Mo5Cr4V2是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢，有较高的热稳定性，切削温度达500650时仍能进行切削；有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性制造形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等，可加工有色金属、铸铁、碳钢、合金钢等材料高性能高速钢高碳高速钢9W18Cr4V、 高钒高速钢W6Mo5Cr4V3、 钴高速钢W6Mo5Cr4V2Co8、 是在通用高速钢的基础上增加一些碳、钒及添加钴、铝等元素而成，又称高热稳定性高速钢，在630650时仍可保持HRC60的硬度，具有更好的切削性能，耐用度较通用型高速钢高1.33倍。适用于加工不锈钢、耐热钢、钛合金及高强度钢等难加工材料粉末冶金高速钢其强度和韧性分别是熔炼高速钢的2倍和2.53倍，加工性能好，物理机械性能各向同性，淬火变形小；耐磨性能提高2030，质量稳定可靠，耐用度较高适合于制造各种精密刀具和形状复杂的刀具，可切削各种难加工材料硬质合金WCCo（钨钴）类硬质合金YG6、YG8、YG3X、YG6X等韧性、磨削性、导热性较好， Co的含量较多、WC的含量较少时，则硬度较低，但抗弯强度较高；反之，抗弯强度较低，而硬度、耐磨性和耐热性较高适合加工铸铁、有色金属及其合金、导热系数低的不锈钢和对刃口韧性要求高(如端铣)的钢料WCTiCCo（钨钛钴）类硬质合金YT5、YTl4、YTl5、YT30等有较高的硬度和耐磨性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力好；但抗弯强度、磨削性能和导热系数下降，低温脆性大，韧性差用于加工钢材及有色金属，一般不用于加工含Ti的材料WCTiCTaCCo类硬质合金YWl、YW2在YT类中加入TaC(NbC)，其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、高温硬度、强度和抗氧化能力、耐磨性等都比前二类硬质合金高，有通用硬质合金之称既可用于加工铸铁,也可加工钢Ti-Ni-Mo合金、以TiC为主要成分的TiC基硬质合金YN5YNl0硬度很高，达HRA9094，有较高的耐磨性、抗月牙洼磨损能力，耐热性、抗氧化能力以及化学稳定性好，与工件材料的亲合性小，磨擦系数小，抗粘结能力强，刀具耐用度高既可用于加工铸铁，也可加工钢，因抗塑性变形、抗崩刃性差，所以不适用于重切削及断续切削，主要用于精加工及半精加工超硬刀具材料涂层刀具材料在韧性较好的硬质合金（高速钢）刀具基体上，涂抹一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而获得的。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3涂层刀具具有较高的抗氧化性能，因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力；有低的摩擦系数，可降低切削时的切削力及切削温度，可提高刀具的耐用度(提高硬质合金刀具耐用度l3倍，高速钢刀具耐用度210倍)，但锋利性、韧性、抗剥落性、抗崩刃性不足涂层刀片有效解决了刀具的硬度、耐磨性与强度、韧性之间的矛盾，大大提高了刀具的切削性能，具有较好的通用性，但价格较高陶瓷有纯Al2O3陶瓷及Al2O3-TiC混合陶瓷两种，由微粉在高温下烧结而成有很高的硬度和耐磨性，有很好的耐热性，在1200高温下仍能进行切削；有很好的化学稳定性和较低的摩擦系数，抗扩散和抗粘结能力强；最大的缺点是强度低、韧性差适用于各种金属材料(如钢、铸铁、有色金属等)的半精加工和精加工，但不适于机械冲击和热冲击大的加工场合金刚石分为天然金刚石（TJ）、人造金刚石（RJ）硬度高达HVl0000，耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材料，刀具耐用度比硬质合金提高几倍到几百倍。其切削刃锋利，能切下极薄的切屑，加工冷硬现象较少；有较低的摩擦系数，切屑与刀具不易产生粘结，不产生积屑瘤，适于精密加工主要用于磨具及磨料，其热稳定性差，用作刀具时，切削温度不宜超过700800；强度低