刀具材料ppt课件

金属切削原理与机床,1,第四章刀具材料,高温,应力,2,3,4-1刀具材料应具备的性能,硬度：刀具材料应具备的基本特性切削刃硬度一般高于60HRC耐磨性：表示刀具抵抗磨损的能力材料硬度耐磨性材料中硬质点的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。,4,刀具承受很大压力，冲击，振动不产生折断和崩刃刀具材料要有足够的强度和韧性,抗弯强度,断裂韧度,各种材料的力学性能p19表2-1,5,1.耐热性：在高温下保持较高的硬度、耐磨性和强度和韧性的能力。2.衡量刀具材料综合切削性能的主要指标高温硬度允许的切削温度切削性能3.各种刀具材料高温硬度图2-14.高化学稳定性：高温下抗粘结、抗扩散、抗氧化的能力,6,2.导热性：3.耐热冲击性：断续切削、切削液,为了便于刀具制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理特性等。,7,8,碳素工具钢和合金工具钢,9,4-2高速钢,特点：具有较高热稳定性，切削温度可达500-650具有高的强度韧性：抗弯强度为一般硬质合金的2-3倍，陶瓷的5-6倍具有一定硬度和耐磨性：63-70HRC制造工艺简单能制造形状复杂的刀具材料性能稳定,它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。,10,高速钢的分类,通用型高速钢,高性能高速钢,按用途,熔炼高速钢,粉末冶金高速钢,按制造工艺方法,11,占高速钢总产量的70-80%含碳量0.7%-0.9%其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为4060mmin,W12%或18%钨钢,W6%或8%钨钼钢,按钨量,W2或无钼钢,12,1.钨钢：典型牌号W18Cr4V，简称W18可磨性好，是制造复杂刀具的主要材料热塑性差钨价格较贵,2.钨钼钢：典型牌号W6Mo5Cr4V2碳化物细小均匀，抗弯强度比W18Cr4V高1015较高的高温塑性，也是热轧刀具的主要材料主要缺点是热处理脱碳敏感性大，淬火温度范围窄,13,在通用高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性和耐磨性。高碳:9W18Cr4V(C:0.9%)高钒:W6Mo5Cr4V3高钴:W6Mo5Cr4V2Co8超硬:W2Mo9Cr4VCo8,W6Mo5Cr4V2Al刀具的耐用度约为通用型高速钢刀具的1.53倍用途：加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料,14,粉末冶金高速钢是用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末，然后再热压锻轧制成。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。,15,高速钢刀具应用（钻头、铰刀）,16,4-3硬质合金,特点：金属碳化物熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好常温硬度为8993HRA，化学稳定性好，热稳定性好，耐磨性好，耐热性达8001000C允许的切削速度比高速钢刀具高410倍,由高硬度和高熔点的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工艺制成。,17,碳化物硬度、抗弯强度粘结剂Co硬度、抗弯强度,抗弯强度和断裂韧度比高速钢低得多不能承受大的切削振动和冲击负荷,18,YG类主要成分：WC+Co常用牌号：YG3、YG3X、YG6X、YG8，数字越大韧性越好，硬度越低切铸铁、不锈钢、有色金属、非金属、高温合金YT类：主要成分：WC+TiC+Co常用牌号：YT5,、YT14、YT15、YT30,数字越小韧性越好切碳素钢、合金钢，不适合加工不锈钢和铸铁,19,YW类主要成分：WC+TiC+TaC+Co常用牌号：YW1、YW2，数字越大韧性越好切耐热钢、不锈钢、普通钢和铸铁,20,硬质合金焊接车刀,21,硬质合金机夹可转位刀具,22,4-4涂层刀具,在韧牲较好的刀具基体上，涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韧性常用的涂层材料有TiC、TiN、Al203及其复合材料等涂层厚度几个微米适用于负荷小的精加工,23,硬质合金涂层机夹可转位刀片,24,4-5其它刀具材料,以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。其优点是硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强；其缺点是脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制；可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。,25,以碳的同素异形体，在高温、高压下由石墨转化而成，是目前人工制造出的最坚硬物质。硬度极高，耐磨性好，切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达6570HRC的材料。也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩木材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及复合难加工材料的精加工或超精加工。,26,缺点是热稳定性差，强度低、脆性大，对振动敏感，只宜微量切削，与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工钢材。,27,立方氮化硼（CBN）是一种人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。它有很高的硬度及耐磨性，热稳定性好，化学惰性大，与铁系金属在1300时不易起化学反应，导热性好，摩擦系数低。因此可用于高