新型刀具材料

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1、新型刀具材料[在此处键入][在此处键入]重庆大学本科学生课题论文新型刀具材料学生：学号：指导教师：专业：机械制造及其自动化专业重庆大学机械工程学院新型刀具材料[在此处键入][在此处键入]摘要随着科学与工业的发展，机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。于此同时，机械加工技术的运用范围也越发广泛，无论是在航空航天，模具生产和汽车制造等领域都能看到机械制造的影子。然而随着工件材料的力学性能的不断提高，加工精度的要求日益的提高，以及各种新型难以加工的材料的出现，对加工技术的要求也越来越高。要想使一样加工技术得到改革，产生质的飞跃，刀具作为基本组成之一，人们也对其提出了更

2、高的要求。故本文，我们将着重介绍各种的新型刀具材料，及其相关知识。关键词稀土硬质合金、陶瓷、超硬刀具材料新型刀具材料[在此处键入][在此处键入]一、新型刀具材料的基本要求刀具材料性能的优劣是影响切削加工能否正常运作的直接原因。为了适应当今社会更高的要求，新型刀具必须在保证提高加工效率和加工质量的同时，降低加工费用。材料、结构和几何形状是决定刀具加工性能的三个重要因素。其中，刀具材料最为重要。刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工成本、加工质量以及刀具使用寿命等都影响很大。性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。造成刀具损坏最主要的原因是切削力和切削温度作用下

3、的机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等磨损和破损。因此高速切削刀具材料最主要的要求是高温时的力学性能、热物理性能、抗粘结性能、化学稳定性(氧化性、扩散性、溶解度等)和抗热震性能以及抗涂层破裂性能等。本文主要介绍的新型刀具材料主要分为以下几类：（一）稀土硬质合金；（二）陶瓷刀具材料；（三）超硬刀具材料。二、稀土硬质合金添加稀土元素的硬质合金是刀具材料新品种之一。稀土元素是指化学元素周期表中原子序数57～71（从La到Lu），再加上21和39（Sc和Y），共17个元素。将某些稀土元素，以一定方式，微量添加到传统的硬质合金牌号中，即可有效地提高它们的机械性能与切削性能。稀土对硬

4、质合金的作用机理主要有：1.抑制Co 粘结相的相变和固溶强化；2.控制 WC 晶粒的不均匀长大、细化晶粒；3.富集杂质元素，改变其分布形态，净化界面；4. 影响合金中孔隙度和孔隙尺寸。常见的稀土硬质合金主要有：1.稀土硬质合金YG8R此类合金有硬质合金YG8改进得到，YG8R主要用于铸铁和有色金属的粗加工。经过测试，用YG8R和YG8硬质合金车削灰铸铁HT200(硬度HB170～180)，v=80m/min，ap=2mm，f=0.3mm/r。YG8R的使用寿命为YG8的1.5～2倍，且抗冲击性能有所改善。2.稀土硬质合金YT14R在YT14硬质合金中添加了Ce、Y等稀土元素后，可得到稀

5、土硬质合金YT14R。YT14R主要用钢材的半精加工。添加稀土元素后硬质合金的组织比较致密；室温硬度和高温硬度有所改善；断裂韧性和抗弯强度显著提高，分别提高20%和10%以上。3.稀土硬质合金YW1RYW1R和YW1刀具车削不锈钢1Cr18Ni9Ti(抗拉强度sb=0.55GPa)和高温合金GH3128(sb=0.84GPa)，v=30～60m/min，ap=0.7～1.5mm，f=0.08mm/r。YW1R的使用寿命为YW1的2倍以上，且已加工表面质量略有改善。由此，我们可以看出稀土硬质合金的冲击韧性、抗弯强度及工作时的抗冲击4新型刀具材料[在此处键入][在此处键入]能力明显得到提高

6、。其硬度、耐磨性及刀具表面上抗扩散和抗氧化的能力亦有一定提高。同时，稀土元素在自然界蕴藏丰富，价格不高，这使得稀土硬质合金中有广阔的应用前景。一、陶瓷刀具材料陶瓷刀具材料是以人造化合物（主要成分为氧化铝和氮化硅）为原料，加微量添加剂，在高压高温下烧结而成，是一种廉价的非金属刀具材料。它有很高的硬度、耐磨性和耐热性，化学稳定性好，与金属的亲和力小，可提高切削速度3—5倍。但是陶瓷刀具材料的抗弯强度低，冲击韧性差，因此主要用于钢、铸铁、有色金属等材料的精加工和半精加工。陶瓷刀具一般有以下几种：1.氮化硅基陶瓷刀具 1.1单一Si3N4陶瓷刀此类陶瓷刀具主要是以氧化镁（Mgo）为添加剂的热压

7、陶瓷。其硬度为9l一93HRA，耐磨性与抗弯强度均高于一般陶瓷，冲击韧度相当于Y130，耐热性可达1300—1400℃，具有良好的抗氧化性。此外，Si3N4陶瓷有自润滑性能，摩擦系数较小，抗粘接能力强，不易产生积屑瘤，且切削刃可磨得锋利。能加工出良好的表面质量，特别适合于车削易形成积屑瘤的工件材料。1.2复台Si3N4陶瓷刀具Si3N4陶瓷以共价键结合，晶粒是长柱状的，有着较高的硬度、强度和断裂韧性，同时它的热膨胀系数小，所以有较好的抗机械冲击