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1、切削刀具材料和切削液21.1简介21.2碳和中合金钢21.3高速钢21.4铸造钴合金21.5碳化物21.6涂层刀具21.7铝基陶瓷刀具21.8立方氮化硼21.9氮化硅陶瓷刀具21.10金刚石刀具21.11加固晶体工具材料21.12切削刀具修复21.13切削液21.1简介某一特定应用程序中的刀具材料的选择是在机械加工中操作的最重要的因素。如第20章中提到选择模具材料的形成和成型工艺(部分),刀具受到(a)高温(b)接触压力和(c)沿tool-chip界面和沿加工表面滑动。因此,一个刀具要处理好以下特点。●硬度。特别是在高温(热硬度),使与切割操作中工具的硬度强
2、度、耐磨性一致(图21.1)。●韧性。以便这种影响受力间断性切割工具操作(如铣削或转splined轴),或者由于工具振动和颤振在加工或断裂。●耐磨性。一个可接受的刀具寿命是在这个工具索引或更换前获得。●化学稳定性或惰性,以便任何不良反应,避免造成刀具磨损。具有十分广泛的机械、物理与化学性质的各种刀具材料是可得到的(表21.1到21.3)。刀具材料通常可分为以下一般类别,列表的顺序依据它们发明和实施。1。碳和中合金钢2。高速钢3。Cast-cobalt合金4。碳化物5。涂层刀具6。铝基陶瓷7。立方氮化硼8。氮化硅陶瓷9。钻石10。Whisker-reinfor
3、ced材料注意:从PartⅡand描述PartⅢ。许多这些工具材料也用于模具和模子。本章描述了应用的特点,并描述了这些刀具材料在机械加工中操作,包括热硬度等特点,thoughness、冲击强度、耐磨性能、抗热震性、与成本,以及切削速度的范围和切削深度为最佳的性能。表21.3刀具材料的特点刀具材料总体特征刀具磨损或破损局限性高速钢高韧性，耐磨性广泛的切削环境适应交错切削侧面、月牙洼磨损低热硬度、有限的硬化性,有限的耐磨性未涂层硬质合金碳化物很宽的温度范围、韧性、耐磨性、用途广泛侧面、月牙洼磨损因为冷焊和粘结造成不适应于低速涂层硬质合金碳化物在改善耐磨性表面未刷
4、漆,更好的摩擦和热性能侧面、月牙洼磨损低强度、低温度较高的化学稳定性高温陶瓷高硬度、高耐磨性聚晶立方氮化硼(cBN)高的热硬度、韧性、切削性能氧化、石墨化低强度低的化学稳定性在较高的温度聚晶金刚石硬度和韧性氧化。石墨化低强度低的化学稳定性在较高的温度来源。R.Komanduri后,其他21.2碳和MEDIUM-ALLOY钢碳素结构钢是最古老的刀具材料,在1880年代以后已经广泛应用于钻头、丝锥、刀。低合金钢和medium-alloy钢为类似应用后来发展起来,但具有更长的使用寿命。虽然便宜,很容易形成和加剧磨损,这些钢在高速切削没有足够的热硬度、耐磨性(在那里
5、,正如我们所见,温度上升明显),注意图,21.1,例如,碳素结构钢的硬度随温度的升高迅速降级。因此,使用这些钢仅限于非常低速切削操作,21.3高速钢高速钢(HSS)工具这样命名是因为他们被开发来削减在更高的速度。首先产生于1900年代早期,高速钢是最高的合金工具钢(5.7节)。他们硬化层深度不同,具有良好的耐磨性,相对便宜。因为他们的韧性和高耐磨,尤其适用于高速钢材高度的正rake-angle工具(包括与小角度),而适用于刚度较低,受振动和振荡的机床。有两种基本的高速钢。钼(M系列)、钨(T系列)。M系列包括大约10%钼、镀铬、钒,钨,钴作为合金元素。T系列
6、含有12%至18%的钨、铬、钒、钴作为合金元素。一般的M系列比T系列具有较高的耐磨性,经过在热处理失真较小,很便宜。因此,95%的高速工具是由M-series钢钢。High-speed-steel工具可在锻造、铸造21.4cast-cobalt合金产生于1915年,cast-cobalt有以下范围合金成分:38%到53%钴。30%到33%的铬,10%至20%的钨。因为他们的高硬度(通常是58到64HRC),他们有良好的耐磨性和硬度，可以保持高温。他们不像钢一样坚韧高速适合间断性切割操作。俗称钨铬钴合金工具,这些合金可以浇铸和磨成相对简单的工具的形状。这些工具
7、现在只用于特殊应用涉及和速度,利率可能的两倍高速钢。(在第22.2节介绍粗切,通常包括削减利率和large-depth大量的,完成切换以较低的饲料和切削深度21.5碳化物这三个小组刚才所说的工具材料(合金钢、高速钢材、铸造合金)具有必要的韧性、冲击强度、抗热震性,但也有重要的限制,特别是对于材料的强度和硬度,尤其热的硬度。因此,他们不能作为有效地在高切削速度,因此高温、关系的切削材料。为迎接挑战更高的速度更高的生产率,合金(也称为烧结硬质合金)介绍了在1930年代。因为他们的高硬度在很宽的温度范围内(图21.1),高弹性模量和导热系数和低的热膨胀,碳化物中最
8、重要的、多功能的和经济的工具、模具材料具有广泛的用途
