第二章-刀具材料PPT分析.ppt

第二章刀具材料,本章主要介绍常用切削刀具材料的种类、机械物理性能及其用途。本章重点是，了解刀具材料中最常用的高速钢、硬质合金的性能、牌号及用途。此外，也介绍目前国内外生产中使用的高性能涂层刀具材料、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等超硬刀具材料的特点和用途,第一节刀具材料应具备的性能,1、高硬度和高耐磨性必须高于工件硬度，通常应HRC62以上,2、足够的强度和韧性,3、较高的耐磨性,4、较高的耐热性,5、良好的工艺性,（1898年美国首次使用）,基本性能：硬度：6265HRC耐热性：500600切削速度：V30m/min工艺性好，适用于制造复杂刀具。,高速钢,高速钢种类,钨系：W18Cr4V（简称W18),普通高速钢,应用最早的高速钢，综合性能较好。,由于钨资源稀少，现使用较少,钨钼系：W6Mo5Cr4V2（简称M2),抗弯强度和韧性高于W18，耐热性低于W18，热塑性好,目前使用最多的高速钢，多用于热成形刀具,第二节常用刀具材料,高性能高速钢,钴高速钢：W2Mo9Cr4VCo8（简称M42）,铝高速钢：W6MO5Cr4V2Al（简称501）,粉末冶金高速钢,综合性能良好，高温硬度高，允许切削速度高。,用于加工耐热合金、不锈钢,切削性能接近M42，耐磨性低，热处理温度较难控制。,成本低，适合国情，逐渐推广使用,颗粒细小，有良好的各向同性的力学性能，热处理变形小。,用于制造各种形状复杂的高性能刀具、精密刀具和断续切削的刀具,冶炼成本高，价格昂贵，国内应用较少,（1923年德国首次使用）,基本性能：硬度：8993HRA耐热性：8001000切削速度：高速钢的410倍强度、韧性：低于高速钢工艺性差。,硬质合金,硬质合金种类,普通硬质合金,K类（YG类）：成分为WC-Co,常用牌号：YG3、YG6、YG8,碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）粉末为主要成分，并以钴（Co）、钼(Mo)、镍（Ni）为粘结剂烧结成的粉末冶金,数字代表结合剂Co含量为3%、6%、8%,Co强度；硬度、耐热性适合粗加工,Co适合精加工,主要用于加工铸铁及有色金属,P类（YT类）：成分为WC-TiC-Co,常用牌号：YT5、YT14、YT15、YT30,数字代表结合剂TiC含量为5%、14%、15%、30%,TiC硬度、耐磨性、耐热性；强度适合精加工,主要用于加工钢,由于含TiC，提高了与钢的抗粘结和抗扩散的能力,M类（YW类）：成分为WC-TiC-TaC(NbC)-Co,常用牌号：YW1、YW2,即可以加工铸铁也可以加工钢,由于含TaC(NbC)，提高了强度和韧性以及耐磨性,通用（万能）硬质合金,其它硬质合金,P类（YN类）：成分为TiC(TiN、TiCN）-Ni（Mo）,常用牌号：YN05、YN10,用于合金钢、淬硬钢的精加工和半精加工,硬度高于WC基硬质合金，耐热性、化学稳定性、抗粘结和抗氧化能力强，耐磨性好，冲击韧性差,超细晶粒硬质合金,用于不锈钢、钛合金等难加工材料的断续加工,即提高了硬度、耐磨性，又提高了强度和韧性,细化晶粒达0.21微米（普通为几微米）,第三节其它刀具材料,基本性能：硬度高：9195HRA耐热性：1200时80HRA化学稳定性好，抗粘结和扩散能力好。强度、韧性差，只有硬质合金的一半。,陶瓷,陶瓷刀具种类,氧化铝基陶瓷（AI2O3）,氮化硅基陶瓷（Si3N4）,用于冷硬铸铁、淬硬钢的加工,用于冷硬铸铁、淬硬钢、高速钢、合金钢、镍基合金、钛合金的加工,基本性能：,立方碳化硼,立方氮化硼刀具种类,整体聚晶立方氮化硼刀片,立方氮化硼复合刀片,用于冷硬铸铁、淬硬钢、镍基高温合金，切削速度接近硬质合金加工普通铸铁和碳钢时的速度。,硬质合金基体上烧结一层0.5mm厚的立方氮化硼,硬度高：80009000HV耐热性：14001500化学稳定性好12001300也不与铁族元素起化学反应，耐磨性、导热性好。,用于车刀、镗刀,基本性能：,金刚石,金刚石刀具种类,天然单晶金刚石刀具,金刚石复合刀片,用于非铁金属和非金属材料（石英、光学玻璃）的精密加工,硬质合金基体上烧结一层0.5mm厚的聚晶金刚石,硬度高：10000HV耐磨性好，摩擦系数小，导热系数高，切削温度低，不易产生积屑瘤，加工质量极高。化学稳定性差700800碳化，容易与铁族元素起化学反应。,人造聚晶金刚石刀具,第四节涂层刀具,涂层刀具种类,涂层高速钢刀具,常用涂层为TiN、TiCN、TiAIN。,用于可转位刀片、切齿刀具、钻头、成形铣刀、丝锥等较复杂的刀具。,在硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一薄层或多层硬度和耐磨性很高的金属化合物(TiC、TiN、TiCN、AI2O3)组成的刀具,涂层硬质合金刀具,单层涂层很少采用，大多采用TiN-TiC、TiC-A