刀具材料及选用

1）硬度-----最基本特性高硬高温高压下保持几何形状。最差的碳素工具钢62HRC以上高速钢63～67HRC、硬质合金更硬2）足够的强度、韧性------承受切削力和抗冲击力强度用刀具材料的抗弯强度σbb表示，韧性αk。3）耐磨性和耐热性-----抗磨损、高温下保持高硬度

红硬性：4）良好的热导率5）良好的工艺性和经济性6）抗粘结性7）化学稳定性刀具的选用刀具材料应具有的基本性能2023/9/41高硬度刀具材料的硬度必须高于被加工工件材料的硬度，以使刀具在高温、高压下仍能保持刀具锋利的几何形状。常温下，刀具材料的硬度都在HRC62以上足够的强度和韧性刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力，因此刀具材料必须要有足够的强度和韧性，一般用刀具材料的抗弯强度σb表示它的强度大小，用冲击韧度σk表示其韧性的大小。它们反映刀具材料抵抗脆性断裂和崩刃的能力高耐磨性和耐热性刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力，一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好；耐热性通常用材料在高温下保持较高硬度的性能来衡量，即红硬性，耐热性越好，刀具材料在切削过程中抗变形和抗磨损的能力就越强良好的导热性刀具材料的导热性用热导率表示，热导率大导热性能好，切削时产生的热容易传导出去，从而降低刀具切削部分的温度，减轻道具的磨损，提高刀具材料耐热冲击和抗热龟裂的能力良好的工艺性刀具材料要有较好的可加工性，包括：锻压、焊接、切削加工、热处理、可磨性等，以方便刀具的制造经济性价格便宜，容易推广使用，获得好的效益2023/9/42高速钢Highspeedsteel

钨钴类YG钨钛钴类YT高性能高速钢普通高速钢硬质合金Cementedcarbide钨钛钽（铌）钴类YW涂层/陶瓷

纯氧化铝类（白色陶瓷）

TiC添加类（黑色陶瓷）

立方碳化硼CNB

聚晶金刚石

ND

合金钢加钨W/钼Mo/钒V/铬Cr/钴Co等,强度高、韧性好、易加工，HRC62~67,Vc<60m/min.用钼Mo/镍Ni/钴Co等将WC/TiC/TaC粘合烧结而成,耐热、高硬、但韧性差、加工性差。HRC80,Vc=（4~10）V高速.高硬HRC78

、耐热,抗弯性差、韧性差，抗冲击能力差，易崩刃。刀具材料的种类2023/9/43高速钢刀具----韧性好，一般做成整体式，数控常用。主要特征有：淬火温度极高（1200℃）而淬透性极好，使刀具整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在600℃仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金韧度高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。

普通高速钢刀具应用最广，大切削量粗加工时常用，但不能加工硬度高材料的工件。分W系和Mo系两大类:W18Cr4V(W18，或18-4-1）渐少

W6MO5Cr4V2(M2，或6-5-4-2）普遍

W9MO3Cr4V钻头、拉刀、铣刀等高性能高速钢具有针对性，可加工不锈钢、高温合金、钛合金等难加工材料。

W12MO3Cr4V3CO5Si、W6MO5Cr4V2Al粉末冶金高速钢刀具材料选用2023/9/44硬质合金刀具：韧性差，抗弯强度低，很少做成整体式，一般为镶焊或制成刀片形式。K类（YG）WC+CO用于短切屑黑色、有色金属、非金属脆性材料加工，如铸铁、青铜等。P类（YT）WC+TiC

用于塑性好的长切屑黑色金属加工。M类（YW）WC+TiC+TaC

用于长短切屑黑色及有色金属加工。粗加工：K30~K50、P30~P50、M30~M40半精加工：K15~K25、P15~P25、M15~M25精加工：K01~K10、P01~P10、M05~M10刀具材料选用2023/9/45K、P、M三种代号之后附加0l、05、10、20、30、40、50等数字更进一步细分，表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。一般来讲，数字越小者，硬度越高，但韧性越低；而数字越大则韧性越高但硬度越低。2023/9/46表2-1世界上主要的硬质合金牌号国家标准株洲山特维克基本型肯纳东芝三菱黛杰工业山高工具01YT30SIPK165TX05NX33SRNSIF10YT15YC10S10K5H,K45TX10DTX10SSti10TSR10,SRTS10M20YT14YC20.1SMAK29,K45TX20,TX25Sti20SRT,SR20,DX30S25M30YT5YC30,YC30SSM30,SMAK21,KMTX30,UX30SR30,DX30,DX25S35M40YC410S6,R4,SMAK420TX40SR30,DX35S60M10YW1YM10RIPK68,K313YU10UMN,UN10S10M20YW2YM20H13AK313,K420,K40YU20,UX25UTi20DX25,UM20,DTUH15,S25M30YM30H10FK420,K2SUX30Uti20DX3,DTU,UMSHX,S35M40R4TU40Hti05UM40S60M01YG3HIPTH03Hti10KG0310YG6XYD10.1,YD10.2H104,HIPK68,K6,K313TH10,GIFHTi20tKG10,KT9,CR1H15,89020YG6YD20H13AK1G2F,KS20KT9,CR1,KG20883,HX30YG8K1G3KG30,LF122023/9/47表2-2硬质合金刀具的成分及力学性能ISO分类质量分数密度硬度抗弯强度抗压强度弹性模量线膨胀系数热导率WCTiC+TaCCoP类P10P20P30P40P50637682756828148121591010131710.711.913.112.712.51600150014501400130013001500175019502200460018005000490040005305405605605206.5-65.5-29.333.4958.6258.62-M类M10M20M30M408482817910101066891513.113.414.413.6170015501450130013501600180021005000500048004400580570-5405.55.5--50.2462.8--K类K01K10K20K30K4092929289884222-46691215.014.814.814.414.31800165015501400130012001500170019002100-5700500047004500-630620580570-55-5.5-79.5579.5571.1858.822023/9/48表2-3国内常用硬质合金材料的适用范围牌号应用范围YG3X铸铁、有色金属及其合金的精加工、半精加工，不能承受冲击载荷YG3铸铁、有色金属及其合金的精加工、半精加工，不能承受冲击载荷YG6X普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工、半精加工YG6铸铁、有色金属及其合金的精加工和粗加工YG8铸铁、有色金属及其合金、非金属材料的粗加工，也可用于断续切削YG6A冷硬铸铁、有色金属及其合金的半精加工，已可用于高锰铁、淬硬钢的半精加工和精加工YT30碳素钢、合金钢的精加工YT15碳素钢、合金钢在连续切削时的粗加工、半精加工，也可用于断续切削时精加工YT14同YT15YT5碳素钢、合金钢的粗加工，用于断续切削YW1高温合金、高锰铁铸铁、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的半精加工和精加工YW2高温合金、高锰铁铸铁、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的粗加工和半精加工2023/9/49切铸铁等脆性材料时，形成崩碎切屑，切削力集中在切削刃上，局部压力很大，并具有一定的冲击性，所以宜采用抗弯强度和韧性较好的WC-Co合金。但这类合金与钢摩擦时，其抵抗月牙洼磨损的能力WC-TiC-Co合金差，因此