lecture5.ppt

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1、2.2刀具材料刀具的工作条件：局部强力作用，高温，剧烈摩擦。影响：加工效率，加工成本，加工质量。刀具材料刀具角度和刀具结构2.2.1刀具材料应具备的性能高的硬度基本特性，硬度高于工件，一般60HRC以上。高的耐磨性材料抵抗磨损的能力。刀具材料硬度越高，耐磨性越好。高的耐热性刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性的能力。衡量刀具材料切削性能的主要标志。热稳定性，化学稳定性。足够的强度和韧性承受切削力以及切削时产生的冲击和振动，以防刀具脆性断裂和崩刃。良好的热物理性能和耐热冲击性能导热性越好，越利于切削区散热，而降低切削温度。耐热冲击性能越好，

2、刀具越不因为受热冲击产生内部裂纹而导致刀具断裂。良好的工艺性能切削性能、磨削性能、焊接性能、热处理性能等。便于制造。经济性性能矛盾，合理选择。2.2.2常用刀具材料碳素工具钢，合金工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷，金刚石，立方氮化硼等。工具钢：耐热性差，手工工具等。高速钢、硬质合金：使用最普遍。陶瓷、金刚石、立方氮化硼：逐渐增多。碳素工具钢含碳量最高的优质钢（含碳量0.7～1.2%）。T8A、T10A、T12A等。硬度：63～65HRC（81～83HRA）耐热性：200～250℃抗弯强度：2.2GPa工艺性能：可冷热加工成形，磨削性好，可进行热处理

3、。用途：手动工具，如手动丝锥、板牙、铰刀、锯条、锉刀等。合金工具钢碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等合金元素。9SiCr、CrWMn等。硬度：63～66HRC（81～83HRA）耐热性：300～400℃抗弯强度：2.4GPa工艺性能：可冷热加工成形，磨削性好，可进行热处理。用途：手动或低速机动工具，如丝锥、板牙、拉刀等。碳素工具钢和合金工具钢高速钢（锋钢或风钢）含有较多W、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al等。硬度：63～70HRC（82～87HRA）耐热性：600～6

4、50℃抗弯强度：2.5～4GPa工艺性能：可冷热加工成形，磨削性好，可进行热处理。用途：中速切削及形状复杂刀具，如钻头、丝锥、铰刀、铣刀、拉刀、齿轮刀具、成形刀具等。可加工250～280HB以下的大部分结构钢和铸铁。与工具钢相比，允许切削速度提高1～3倍，刀具耐用度提高10～40倍。占现用刀具材料的50％以上。类别：1）通用型高速钢钨钢W18Cr4V（W18）：最基本钢种钨钼钢W6Mo5Cr4V2（M2）：各国通用2）高性能高速钢增加合金元素或含量，提高刀具切削性能，用于加工难加工材料。3）粉末冶金高速钢消除碳化物偏析，细化晶粒，提高材料硬度韧性

5、，减小热处理变形，用于制造高精度刀具。高速钢钻头、铰刀高速钢球头铣刀硬质合金以高硬度、高熔点的难熔金属碳化物WC、TiC为基体，以金属Co、Ni等为粘结剂，用粉末冶金方法制成的一种合金。硬度：89～94HRA耐热性：800～1000℃抗弯强度：0.9～2.4GPa工艺性能：压制烧结后使用，多镶片使用，不能冷热加工，无需热处理。用途：切削速度高于高速钢刀具，常以形状简单的刀片形式，经焊接或机械夹固用于车刀、铣刀、钻头、滚刀、丝锥等。与高速钢相比，允许切削速度提高4～10倍，刀具耐用度提高10～40倍，承受切削振动和冲击载荷的能力差。ISO（国际标准

6、化组织）分类：1）P（YT）类：基体由WC、TiC和Co组成。常用牌号YT5、YT15、YT30等，数字代表TiC含量。硬度高，耐热性好，切削韧性材料时耐磨性较好，韧性较差。主要用于加工钢类材料。2）K（YG）类：基体由WC和Co组成。常用牌号YG3、YG6、YG8等，数字代表Co含量。韧性较好，切削韧性材料时耐磨性较差。主要用于加工铸铁、有色金属及合金材料。3）M（YW）类硬质合金：在YT类增添碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC），使硬质合金既有高的硬度又有好的韧性。常用牌号YW1、YW2等。通用性硬质合金。主要用于加工不锈钢、耐热钢、高锰钢等难

7、加工钢类材料，也适用于加工一般钢类、铸铁、有色金属材料。4）TiC（N）基硬质合金（金属陶瓷）：以TiC为主要成分的TiC-Ni-Mo合金，硬度提高，耐热性好。主要用于钢和铸铁的高速精加工。碳化物含量，钴含量。硬质合金牌号选用：《金属切削原理》表2-4。P(YT)类硬质合金ISO牌号P30P20P10P01中国牌号YT5YT14YT15YT30TiC(%)5141530Co(%)10864硬度HRA89.590.59192.5强度GPa1.401.21.150.9适用范围粗加工半精加工半精加工精加工K(YG)类硬质合金ISO牌号K01K05K10

8、K20中国牌号YG3XYG6XYG6YG8Co(%)3668硬度HRA91.59189.589强度GPa1.11.41.451.5适用范