刀具材料ppt课件.ppt

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1、金属切削原理与机床1第四章刀具材料高温应力2金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配的刀具材料。34-1刀具材料应具备的性能一、高的硬度和耐磨性硬度：刀具材料应具备的基本特性切削刃硬度一般高于60HRC耐磨性：表示刀具抵抗磨损的能力材料硬度↑→耐磨性↑材料中硬质点的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。4二、足够的强度和韧性刀具承受很大压力，冲击，振动→不产生折断和崩刃→刀具材料要有足够的强度和韧性抗弯强度断裂韧度各种材料的力学性能p19表2

2、-15三、高的耐热性（热稳定性）1.耐热性：在高温下保持较高的硬度、耐磨性和强度和韧性的能力。2.衡量刀具材料综合切削性能的主要指标高温硬度↑→允许的切削温度↑→切削性能↑3.各种刀具材料高温硬度图2-14.高化学稳定性：高温下抗粘结、抗扩散、抗氧化的能力6四、良好的热物理性能与耐热冲击性2.导热性：3.耐热冲击性：断续切削、切削液五、良好的工艺性能为了便于刀具制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理特性等。六、经济性78碳素工具钢和合金工具钢94-2高速钢特点：具有较高热稳定性，切削温度可达500-650℃具有高的强度韧性：抗弯强度为一般硬质

3、合金的2-3倍，陶瓷的5-6倍具有一定硬度和耐磨性：63-70HRC制造工艺简单→能制造形状复杂的刀具材料性能稳定它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。10高速钢的分类通用型高速钢高性能高速钢按用途熔炼高速钢粉末冶金高速钢按制造工艺方法11一、通用型高速钢占高速钢总产量的70-80%含碳量0.7%-0.9%其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40—60m／minW12%或18%钨钢W6%或8%钨钼钢按钨量W2或无钼钢121.钨钢：典型牌号W18Cr4V，简称W18可磨性好，是制造复杂刀具的主要材料热塑性差钨价格较贵2.钨钼钢：典型牌号W6Mo5Cr4V2碳化物细小均匀

4、，抗弯强度比W18Cr4V高10％～15％较高的高温塑性，也是热轧刀具的主要材料主要缺点是热处理脱碳敏感性大，淬火温度范围窄13二、高性能高速钢在通用高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性和耐磨性。高碳:9W18Cr4V(C:0.9%)高钒:W6Mo5Cr4V3高钴:W6Mo5Cr4V2Co8超硬:W2Mo9Cr4VCo8,W6Mo5Cr4V2Al刀具的耐用度约为通用型高速钢刀具的1.5—3倍用途：加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料14三、粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢是用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末，然后再热压锻轧制成

5、。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。15高速钢刀具应用（钻头、铰刀）164-3硬质合金特点：金属碳化物熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好→常温硬度为89～93HRA，化学稳定性好，热稳定性好，耐磨性好，耐热性达800～1000°C→允许的切削速度比高速钢刀具高4～10倍由高硬度和高熔点的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工艺制成。一、硬质合金的特点17碳化物↑→硬度↑、抗弯强度↓粘结剂Co↑→硬度↓、抗弯强度↑抗弯强度和断裂韧度比高速钢低得多→不能承受大的切削振动和

6、冲击负荷18YG类主要成分：WC+Co常用牌号：YG3、YG3X、YG6X、YG8，数字越大韧性越好，硬度越低切铸铁、不锈钢、有色金属、非金属、高温合金YT类：主要成分：WC+TiC+Co常用牌号：YT5,、YT14、YT15、YT30,数字越小韧性越好切碳素钢、合金钢，不适合加工不锈钢和铸铁二、硬质合金的选用19YW类主要成分：WC+TiC+TaC+Co常用牌号：YW1、YW2，数字越大韧性越好切耐热钢、不锈钢、普通钢和铸铁20硬质合金焊接车刀21硬质合金机夹可转位刀具224-4涂层刀具在韧牲较好的刀具基体上，涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韧性常用

7、的涂层材料有TiC、TiN、Al203及其复合材料等涂层厚度几个微米适用于负荷小的精加工一、硬质合金的特点23硬质合金涂层机夹可转位刀片244-5其它刀具材料以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。其优点是硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强；其缺点是脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制；可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。一、陶瓷25以