刀具材料,牌号,难加工材料刀具几何形状

1、刀具材料的分类: 工具钢 碳素工具钢 合金工具钢 高速工具钢 普通高速钢 高性能高速钢 硬质合金按晶粒大小区分: 普通硬质合金 细颗粒硬质合金 微颗粒硬质合金按主要成分区分: 钨基硬质合金 钛基硬质合金 陶瓷 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 超硬材料 立方氮化硼 金刚石刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度提高到每分钟一千米

2、以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。高硬度和高耐磨性; 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。足够的强度与冲击韧性 . 强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越

3、高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。高耐热性 耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。良好的工艺性和经济性.为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑.硬质合金常用牌号及用途介绍:牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2 ;硬度HRA/用

4、途 :适于铸铁.有色金属及合金.淬火钢合金钢小切削断面高速精加工.; 2、YG6/ K20 /1900; 90.5 /适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工.3、YG6x /K15/ 1800; 92.0/ 适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金钢的中小切削断面高速精加工.半精加工.适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金的中小切削断面高速精加工4、YG6A/ K10/ 1800 ;92.0 /适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金的中小切削断面高速精加工5、YG8/ K30/ 2200 ;90.0/ 适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料低速粗加工.6、YG8

5、N/ K30/ 2100; 90.5 /适于铸铁.白口铸铁.球墨铸铁以及铬镍不锈钢等合金材料的高速切削.7、YG15/ K40/ 2500 ;87.0 /适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.8、YG4C/ 1600; 89.5/ 适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.9、YG8C/ 1800; 88.5 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.10、YG11C/ 2200 ;87.0 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.11、YW1/ M10/ 1400; 92.0 /适于钢.耐热钢.高锰钢和铸铁的中速半精加工.12、YW2/ M2

6、0/ 1600; 91.0 /适于耐热钢.高锰钢.不锈钢等难加工钢材中.低速粗加工和半精加工.13、GE1/ M30/ 2000; 91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表 齿轮耐磨损零件.14、GE2 /2500; 90.0 /硬质合金顶锤专用牌号.15、GE3/ M40/ 2600; 90.0 /适于制造细径微钻.立铣刀.旋转挫刀等.16、GE4/ 2600; 88.0/ 适于打印针.压缸及特殊用途的管. 棒.带等.17、GE5 /2800 ;85.0 /适于轧辊.冷冲模等耐冲击材料;切削难加工材料的刀具形状 ;在切削难加工材料时，刀具形状的最佳化可充分发挥刀具材料的性能。选择与难加工

7、材料特点相适应的前角、后角、切入角等刀具几何形状和对刃尖进行适当处理，对提高切削精度和延长刀具寿命有很大的影响，因此，在刀具形状方面决不能掉以轻心。但是，随着高速铣削技术的推广应用，近来已逐渐采用小切深以减轻刀齿负荷，采用逆铣并提高进给速度，因此，对切削刃形状的设计思路也有所改变。对难加工材料进行钻削加工时，增大钻尖角，进行十字形修磨，是降低扭矩和切削热的有效途径，它可将切削与切削面的接触面积控制在最小范围之内，这对延长刀具寿命和提高切削条件十分有利。钻头在钻孔加工时，切削热极易滞留在切削刃附近，而且排屑也很困难，在切削难加工材料时，这些问题更为突出，必须给以足够的关注。为了便于排屑，通常在钻

8、头切削刃后侧设有冷却液喷出口，可供给充足的水溶性冷却液或雾状冷却剂等，使排屑变得更为顺畅，这种方式对切削刃的冷却效果也很理想。近年来，已开发出一些润滑性能良好的涂层物质，这些物质涂镀在钻头表面后，用其加工35D的浅孔时，可采用干式钻削方式。孔的精加工历来采用镗削方式，不过近来已逐渐由传统的连续切削方式改变为采用等高线切削这类间断切削方式，这种方式对提高排屑性能和延长工具寿命均更为有利。因此，这种间断切削用的镗削刀具设计出来后，立即被应用于汽车零件的CNC切削加工。在螺纹孔加工方面，目前也采用螺旋切削插补方式，切螺纹用的立铣刀已大量投放市场。如上所述，这种由原来连续切削向间断切削的转换，是随着对

9、CNC切削理解的加深而进行的，这是一个渐进的过程。采用此种切削方式切削难加工材料时，可保持切削的平稳性，且有利于延长工具寿命。切削难加工材料用的刀具材料CBN的高温硬度是现有刀具材料中最高的，最适合用于难加工材料的切削加工。新型涂层硬质合金是以超细晶粒合金作基体，选用高温硬度良好的涂层材料加以涂层处理，这种材料具有优异的耐磨性，也是可用于难加工材料切削的优良刀具材料之一。难加工材料中的钛、钛合金由于化学活性高，热传导率低，可选用金刚石刀具进行切削加工。CBN烧结体刀具适用于高硬度钢及铸铁等材料的切削加工，CBN成分含量越高，刀具寿命也越长，切削用量也可相应提高。据报道，目前已开发出不使用粘结剂

10、的CBN烧结体。 金刚石烧结体刀具适用于铝合金、纯铜等材料的切削加工。金刚石刀具刃口锋利，热传导率高，刃尖滞留的热量较少，可将积屑瘤等粘附物的发生控制在最低限度之内。在切削纯钛和钛合金时，选用单晶金刚石刀具切削比较稳定，可延长刀具寿命。涂层硬质合金刀具几乎适用于各种难加工材料的切削加工，但涂层的性能(单一涂层和复合涂层)差异很大，因此，应根据不同的加工对象，选用适宜的涂层刀具材料。据报道，最近已开发出金刚石涂层硬质合金和DLC(Diamond Like Carbon)涂层硬质合金，使涂层刀具的应用范围进一步扩大，并已可用于高速切削加工领域。常用金属牌号表示方法机械零件所用金属材料多种多样，为了

11、使生产、管理方便、有序，有关标准对不同金属材料规定了它们牌号的表示方法，以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示方法向读者作一些简单介绍。一、钢铁产品牌号表示方法(参照GB/T2212000)1.标准的基本概况GB/T2212000标准是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化( 如Q345代替16Mn)等情况修订后，于2000年4月1日发布，并于2000年11月1日开始实施。2.主要技术内容变动情况 (1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准，故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高温合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。(2)一些新的钢铁产品

12、的出现，更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯用)等牌号表示方法。(3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构钢A 3改为Q235，低合金高强度结构钢16Mn改为Q345等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢等的牌号表示方法也做了修改。(4)原标准中“钢铁产品牌号表示方法举例”的表3，因不适用于新标准而被删除。3.钢铁产品牌号表示方法的基本原则(1)凡国家标准和行业标准中钢铁产品的牌号均应按GB/T2212000标准规定的牌号表示方法编写。凡不符合规定编写的钢铁产品牌号，

13、应在标准修订时予以更改，一些新的钢铁产品，其牌号也应按此予以编写牌号。(2)产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示。(3)采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。(4)暂时没有可采用的汉字及汉语拼音的，采用符号为英文字母。4.钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号(摘录)5.钢铁产品牌号表示方法示例及说明(1)生铁牌号表示方法生铁牌号采用表1中规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示平均

14、含硅量(以千分之几计)。例如：含硅量为2.75%3.25%的铸造用生铁，其牌号表示为“Z30”；含硅量为0.85%1.25%的炼钢用生铁，其牌号表示为“L10”。 含钒生铁和脱碳低磷粒铁，阿拉伯数字分别表示钒和碳的平均含量(均以千分之几计)。例如：含钒量不小于0.40%的含钒生铁，其牌号表示为“F40”；含碳量为1.20%1.60%的炼钢用脱碳低磷粒铁，其牌号表示为“TL14”。(2)碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类。通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。屈服点数值(单位为MPa)和表1中规定的质量等级、脱氧方法等符号，按顺序组成牌号。例如：碳素

15、结构钢牌号表示为：Q235AF，Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C，Q345D。碳素结构钢的牌号组成中，镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略，例如：质量等级分别为C级和D级的Q235钢，其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ，但可以省略为Q235C和 Q235D。低合金高强度结构钢有镇静钢和特殊镇静钢，但牌号尾部不加写表示脱氧方法的符号。 专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；耐候钢其牌号表示为：Q340NH。 根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用

16、两位阿拉伯数字(以万分之几计平均含碳量)和标准的元素符号组成；专用低合金高强度结构钢的牌号，除一般组成外，尚应加写表1中规定代表产品用途的符号。(3)优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字(以万分之几计表示平均含碳量)或阿拉伯数字和元素符号、表1中规定的符号组合成牌号。 沸腾钢和半镇静钢，在牌号尾部分别加符号“F”和“b”。例如：平均含碳量为0.08%的沸腾钢，其牌号表示为“08F”；平均含碳量为0.10%的半镇静钢，其牌号表示为“10b”。 镇静钢(S、P分别0.035%)一般不标符号。例如：平均含碳量为0.45%的镇静钢，其牌号表示为“45”。 较高含锰

17、量的优质碳素结构钢，在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号。例如：平均含碳量为0.50%，含锰量为0.70%1.00%的钢，其牌号表示为“50Mn”。 高级优质碳素结构钢(S、P分别0.030%)，在牌号后加符号“A”。例如：平均含碳量为0.45%的高级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45A”。 <SPAN 特级优质碳素结构钢(S0.020%、P0.025%)，在牌号后加符号“E”。例如：平均含碳量为0.45%的特级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45E”。 制作和加工模具需要注意的几个问题 一、有些用户在开发产品或新产品试制时，往往初期只注重于产品研制与开发，忽视与模具制作单位的沟通。

18、产品设计方案初步确定后，即提前与模具厂商接触有两个好处：（一）、可以保证设计的产品有好的成形工艺，不会因零件难以加工而修改定型设计。 （二）、模具制作方可提前做设计准备，防止匆忙中考虑不周，影响工期。 总之，制作高质量模具，只有供需双方紧密配合，才能最终降低成本，缩短周期。 二、不要只看价格，要从质量、周期、服务全方位考虑 模具种类很多，大致可分为十大类。根据零件材料、物理化学性能、机械强度、尺寸精度、表面光洁度、使用寿命、经济性等不同要求，选择不同类型的模具成形。 精度要求高的模具需要使用高精度的数控机床加工，而且模具材质、成形工艺都有严格要求，还需使用CAD/CAE/CAM模具技术去设计、

19、分析。有些零件由于成型时有特殊要求，模具还需使用热流道，气辅成型。制造厂家应具备数控、电火花、线切割机床及数控仿型铣设备，高精度磨床，高精度三座标测量仪，计算机设计及相关软件等。一般大型冲压模具（如汽车复盖件模具）要考虑机床是否有压边机构，甚至边润滑剂、多功能位级进等。除冲压吨位还要考虑冲次、送料装置、机床及模具保护装置。 上述模具的制造手段及工艺不是每个企业都具备和掌握的。在选择协作厂家时一定要了解它的加工能力，不但看硬件设备，还要结合管理水平、加工经验以及技术力量。对同一套模具，不同厂家报价有时有很大差距。你不该付出高于模具价值费用的同时，也不应该少于模具的成本。模具厂家象你一样，要在业务

20、中取得合理的利润。订制一套报价低得多的模具会是麻烦的开始。用户须从自身要求出发，全面衡量。低得多的模具会是麻烦的开始。用户须从自身要求出发，全面衡量。 三、避免多头协作，尽量模具制作和制品加工一条龙。 有了合格的模具（试件合格），不一定能生产出批量的合格产品。这主要与零件的加工机床选型、成形工艺（成形温度、成形时间等）及操作者的技术素质有关系。有了好的模具，还要有好的成形加工，最好是一条龙协作，尽量避免多头协作。如果条件不具备，就要选择一方全面负责，在订合同时一定要定清楚超高速磨削的优越性 大幅度提高磨削效率，减少设备使用台数。如采用电镀CBN砂轮以123m/s的高速磨削割草机曲轴，原来需要6

21、个车削和3个磨削工序，现在只需要3个磨削工序，生产时间减少65%，每小时可以加工180件。再如人们以125m/s的速度应用普通砂轮高效磨削淬硬低碳钢42CrMo4，切除率达167mm/mms，比缓进给磨削大11倍。 2. 磨削力小，零件加工精度高。速度360m/s以下的试验表明，在一个较窄的速度范围(180-200 m/s)内，摩擦状态由固态向液态急剧变化，并伴随着磨削力的急剧下降。笔者在单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢试验中发现，摩擦系数在临界速度以下，随速度的增大而大幅度减少;超过临界速度后，摩擦系数却随速度的增大而略有增加。 3. 降低加工工件表面粗糙度。在其它条件相同时，33m/s,100m/s，和200m