现代刀具材料与切削加工技术 - 1~15w

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1、第一章现代刀具材料发展与应用技术各种刀具的切削性能首先取决于刀具材料，其次是刀具结构几何角度、刀面硬化处理、质量保证等。从刀具使用寿命的角度来看，对刀具材料的性能要求主要是耐磨性、强韧性和红硬性，以及抗粘性、抗扩散性能力。所以合理选择刀具材料是刀具制造的第一步，也是决定刀具使用的先决条件。其次，选择合理的切削参数，方能获得最佳的切削效果。本文主题是介绍硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼和金刚石刀具。刀具材料分为六大类：即工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷刀具材料、立方氮化硼和金刚石。国际标准化组织对切削加工用的硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石刀具材料分类、分组做了明确规定。分类代号是用一

2、个英文字母表示：即P表示切削加工钢材，M表示加工不锈钢，K表示加工铸铁，S表示加工高温合金、钛合金，H表示加工淬硬钢等硬材料，N表示加工有色金属等材料。分组标誌，每一类中的各个牌号分别给以一个01~50之间的数字，表示从最高硬度到最大韧性之间的一系列刀具材料，以供各种被加工材料的不同切削作业及加工条件选用。例如切削钢材用的硬质合金按ISO使用范围为P01~P50，而P01,牌号合金其硬度最高，耐磨性好，但抗弯强度低，只适于最高切削速度小断面切削的精加工；P50牌号合金最高的抗弯强度和抗冲击韧性，但耐磨性差，适于低切削速度，大切削角、大端面和不利条件下粗加工。其余各类牌号刀具材料以此

3、类推，见表1-1所示。16表1-1,切削用硬质合金陶瓷及超硬材料国际标准分类、分组应用范围分类用途分组性能提高方向代号被加工材料颜色代号被加工材料适应的加工条件切削性能合金性能P长切屑的黑色金属蓝色P01钢、铸钢高切削速度、小断面切削、无振动条件下的精车和精镗切削速度进给量耐磨性韧性P10钢、铸钢高切削速度，中等或小断面切削条件下的车削、仿形车削、车螺纹及铣削P20钢、铸钢、长切屑可锻铸铁中等切削速度和中等断面切屑条件下的车削、仿形车削及铣削，小断面切屑的刨削P30钢、铸钢、长切屑可锻铸铁中或低切削速度、中等或大断面切屑以及不利条件下的车削、铣削、刨削P40钢、含砂和气孔的铸钢低切

4、削速度、大切削角、大断面切屑以及不利条件下的车削、铣削、插削和自动机床加工P50钢、含砂和气孔的中或低强度钢需要韧性很好的硬质合金的加工；在低切削速度、大切削角大端面切屑及不利条件下的车削、刨削、插削及自动机床加工16M长切屑或短切削的黑色和有色金属黄色M10钢、铸钢、锰钢、灰口铸铁和合金铸铁中或高切削速度、中等或小断面切削条件下的车削切削速度进给量耐磨性韧性M20钢、铸钢、奥氏体钢或锰钢、灰口铸铁中等切削速度和中等切削断面条件下的车削及铣削M30钢、铸钢、奥氏体钢、灰口铸铁、耐热高温合金中等切削速度、中等或大断面切屑条件下的车削、铣削和刨削M40易切钢、低强度钢、有色金属及轻合金

5、车削、切断，特别适于自动机床加工K短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料红色K01特硬灰口铸铁、肖氏硬度大于85的冷硬铸铁、高硅铝合金、淬火钢、高耐磨塑料、硬纸板、陶瓷车削、精车、镗削、铣削、刮削切削速度进给量耐磨性韧性K10布氏硬度高于220的灰口铸铁、短切屑的可锻铸铁、淬火钢、硅铝合金、铜合金、塑料、玻璃、硬橡胶、硬纸板、瓷器、石材车削、铣削、钻削、镗削、拉削、刮削K20布氏硬度低于220的灰口铸铁，有色金属、铜、黄铜、铝车削、铣削、刨削、镗削、拉削K30低硬度灰口铸铁、低强度钢、压缩木在不利条件下及允许大切削角的车削、铣削、刨削、插削16K40软木或硬木、有色金属在不利条件下

6、及允许大切削角的车削、铣削、刨削、插削S耐热合金钛合金紫色S10Ni基、Co基、Fe基高温合金及钛合金精车、精铣、精镗切削速度进给量耐磨性韧性S30同上精车、精铣及半精加工H淬硬钢硬铸铁及喷涂材料深黑色H10~H30HRC55°以上淬火件、冷硬铸铁及高硬喷涂件精加工及半精加工切削速度进给量耐磨性韧性N有色金属及非金属材料绿色N01~N30铝合金，铜合金、镁铝合金，塑料、橡胶精车、半精车，精镗、精铣等作业切削速度进给量耐磨性韧性注:P、M、K类以硬质合金为主要材料；S、H、N类以陶瓷，立方氮化硼、金刚石使用效果最佳，并兼用硬质合金。16—、切削加工用硬质合金硬质合金是以难熔金属碳化物

7、（碳化钨、碳化钛、碳化钽、碳化铌等）为硬质合金碳化物。铁族金属钴或镍等做粘结剂，用粉末冶金方法制造的硬质合金材料。硬质合金具有熔点高、硬度高、耐磨性好，膨胀系数小及化学稳定性好等一系列优良性能。使得它在现代刀具材料占据量达到40%左右，仅次于高速钢，但金属切除率效果显著比HSS大一倍，随着合金使用性能不断提高，应用领域不断扩大，替代HSS刀具趋势愈来愈增多。切削用的硬质合金刀具材料通常有五大类，即常用硬质合金、添加Tac和Nbc硬质合金，细和超细晶粒硬质合金、涂层硬质