第2章+刀具材料

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1、第二章刀具材料本章主要介绍，目前机械制造业中常用切削刀具材料的种类、机械物理性能及其用途。本章重点是：了解刀具材料类型中常用的高速钢、硬质合金性能、牌号及用途。此外，也介绍了目前国内外生产中使用的高性能涂层刀具材料、陶瓷刀具材料、超硬刀具材料的组成、性能及应用情况。刀具材料第一节刀具材料应具备的性能第二节常用刀具材料第三节其他刀具材料内容安排一、概述刀具材料是指刀具上参与切削部分的材料。刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状，还要求有相应的刀具材料。目前广泛应用的刀具材料有高速钢和硬质合金。中心钻高

2、速钢材料制成的中心钻麻花钻图7-1(a)麻花钻实物照片（一）高的硬度和良好的耐磨性（二）高的强度和韧性（三）高的耐热性（热硬性）（四）良好的工艺性总之，刀具应具备的性能主要就这四个方面，当然还有经济性、切削性能的可预测性等要求。二、刀具材料应具备的性能图2-1各类刀具材料硬度和韧性返回2-2三、常用刀具材料-碳素工具钢目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷等。一）碳素工具钢碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢（含C一般为0.65～1.35%）。1、常用牌号有T7

3、A、T8A……T13A等2、主要性能淬火后硬度较高，可达HRC61～65；红硬性为200℃～250℃，价格低廉，不耐高温，切削速度因此而不能提高，允许切削速度VC≤10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、锯条、锉等。二）合金工具钢在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr）、钨（W）、锰（Mn）等合金元素，能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性，同时还可以减少热处理时的变形。1、主要牌号有：9SiCrCrWMn2、主要性能：淬火后的硬度可达HRC61～65，红硬性为300℃～400℃，允许切削速度Vc=10

4、～15m/min,制作低速、形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具。如板牙、拉刀、手用铰刀（孔的精加工）等。三、常用刀具材料-合金工具钢三）高速钢高速钢是一种高合金工具钢，钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素。1、高速钢的性能三、常用刀具材料-高速钢2、高速钢的分类三、常用刀具材料-高速钢四）硬质合金硬质合金=硬质相（TiC或WC）+粘结相（Co、Ni、Mo等，其中Co比较常用）（一）、主要性能三、常用刀具材料-硬质合金硬质合金硬质台金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽

5、TaC，碳化铌NbC等)与金属粘结剂(钴、镍、钼等)在高温下烧结而成的粉末冶金制品。其硬度为HRA89～93，能耐850～1000℃的高温，具有良好的耐磨性，允许使用的切削速度可达100～300m／min，可加工包括淬硬钢在内的多种材料，因此获得广泛应用。但是，硬质台金的抗弯强度低，冲击韧性差，刃口不锋利，较难加工，不易做成形状较复杂的整体刀具，因此目前还不能完全取代高速钢。常用的硬质台金有钨钴类（YG类)、钨钴钛类(YT类)和通用硬质合金(YW类)三类。对应ISO标准为：K、P、M类硬质合金牌号的表

6、示方法示例如下：YG6X硬的汉语拼音第一个字母G6——钨钴类合金及钴含量.T15——钨钴钛类合金及TiC含量.W——钨钴钛钽类合金。N——钨钛镍钼合金附加字母分别表示X——细晶粒C——粗晶粒N——加铌元素A——加钽元素(二)、分类1、钨钴类硬质合金YG：（ISO:K类）WC+Co①常用牌号：YG3、YG6、YG8（3、6、8、代表Co含量占3%、6%、8%）②应用：主要用于加工铸铁、青铜等脆性材料，不适合加工钢料，因为在640℃时发生严重粘结，使刀具磨损，耐用度下降。三、常用刀具材料-硬质合金2、钨钴

7、钛类硬质合金（YT）：（P类）硬质相（WC+TiC）+粘结相（Co）①常用牌号：YT5、YT14、YT15、YT30（数字表示TiC的百分含量）②应用：主要用于加工钢材及有色金属，一般不用与加工含Ti的材料,如1Cr15Ni9Ti,Ti与Ti的亲合力较大，使刀具磨损较快。三、常用刀具材料-硬质合金3、添加稀有金属硬质合金（M类）钨钽（铌）钴类硬质合金（YA）和钨钛钽（铌）钴类硬质合金（YW），是在钨钴钛类硬质合金（YT）中加入TaC(NbC),可提高其抗弯强度、疲劳强度和冲击韧性，提高和金的高温硬度和

8、高温强度，提高抗氧化能力和耐磨性。这类合金可以用于加工铸铁及有色金属，也可用于加工钢材，因此常成为通用硬质合金，他们主要用于加工难加工材料。4、碳化钛基硬质合金（YN）这种合金有很高的耐磨性，有较高的耐热性和抗氧化能力，化学稳定性好，与工件材料的亲合力小，抗粘结能力较强。主要用于钢材、铸铁的精加工、半精加工和粗加工。三、常用刀具材料-硬质合金不同硬质合金牌号的性能和应用范围见下表2-3TiC62%（三）涂层硬质合金的选用涂层硬质合金是采用韧性较好的基体（