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1、刀虽材料Q切劭机理一.刀具材料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。在金属切削加工中,刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度和已加工表面质量,刀具消耗和加工成本。正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一,特别是对某些难加工材料的切削、刀具材料的选用显得尤为重要。（-）刀具材料应具备的基本性能刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具材料应具备以下基本性能。1硬度高硬度是指材料抵抗其他物体压入其表面的能力。刀具材料的硬度必须更高于被加工材料的硬度,一般高于一倍至几倍,否则在高温高压下,就不能保持刀
2、具锋利的几何形状。目前,切削性能最差的刀具材料〜碳素工具钢,其硬度在室温条件下也应在62HRC以上;高速钢的硬度为63〜70HRC。2足够的强度和韧性刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力。例如,车削45钢时,当驻二4mm,,F=0.5mtn/r时，刀片要承受约4000N的切削力。因此,刀具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的抗弯强度obb（单位为Pa—N/m。）表示它的强度大小。用冲击韧度ock（单位为）/叫）表示其韧性的大小,它反映刀具材料抗脆性断裂和崩刃的能力3耐磨性和耐热性好一般说，刀具材料硬度越高,耐磨性也越好。刀具材料的耐磨性和耐热性有着密切的关系。
3、其耐热性通常用它在高温下保持较高硬度的性能即高温硬度来衡量,或叫热硬性。高温硬度越高,表示耐热性越好,刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。耐热性差的刀具材料,由于高温下硬度显著下降而会很快磨损乃至发生塑性变形,丧失其切削能力。4导热性好刀具材料的导热性用热导率［单位为w/（m•K）］来表示。热导率大,表示导热性好,切削时产生的热量容易传导出去,从而降低切削部分的温度,减轻刀具磨损。此外,导热性好的刀具材料其耐热冲击和抗热龟裂的性能增强,这种性能对采用脆性刀具材料进行断续切削,特别在加工导热性能差的工件时尤为重要5.工艺性好为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工性,如
4、热塑性(锻压成形)、焊接工艺性、切削加工性和热处理工艺性等。5.经济性好经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一,也是正确选用刀具材料、降低产品成本的主要依据之一(^)刀具材料的分类刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料五大类。其主要力学物理性能见表2・1。但目前应用最多的是高速钢和硬质合金。据统计,我国目前高速钢用量约占刀具的60%以上，硬质合金的用量约占30%以上,随着难加工材料应用的增加,陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增长。1各类刀興材料的力学狗理性能材料种类«度/(g/cn?)硬度HRC(HRA)[HV]抗弯强度/GPa®冲击韧度/(MJ/m2)5热导率/[W
5、/(m・K)J^耐热性/•c线膨胀系数/xio-^i/^o工・具钢儀素工具钢7・6~7・860〜65(81.2〜84)2・16—~41・87200〜25011.72合金工具钢7・7〜7・960〜65(8L2〜84)2.35—41.87300〜400&0〜8・863〜70(83〜86・6)2〜4・50・098—0.58816.75~25・1600〜7009〜1214*3〜15・3(89〜9“1.08〜2・350,019—0.05975.4—87.9800&3~7・5比・4・6啊钛钻类9・35*-13.2(89-92.5)0・9〜1・40・0029~0,006820.9〜62・8900含有
6、碳化笆、呢类•(〜⑵〜1・5—■■•1000-1100碳化诙基类5.56〜6・3(92〜93・30.78—1.08一—1100&2N瓷氧化«««3.6-4.7(91-95)0.44〜0・686D.0049〜0.01174.19-20.9312006・3〜9厂氧化物碳化0.71-0.881100氮牝硅陶住3・26[5000]0・7357.83—37.6813003.2〜3・7超材料立方氯化硯3.44—3.49[8000〜9000]~0・294—75.551400—15004.8人ifi金刚石3.56[10000]0・21〜0・48■146.54700〜8000.9-1.2布均匀。而且合金
7、元素和碳原子结合力很强,提高了马氏体受热时的稳定性.高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC62〜67）和耐热性（切削温度可达550〜600°C）,与碳素工具钢和合金工具钢相比切削速度可提高1〜3倍,故得名“高速钢”，提高耐用度10〜40倍。铅在钢中提高了淬透性,使小型刀具在空气中冷却就能淬硬,且能刃磨得锋利,故高速钢又有“风钢”或“锋钢”之称。可加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛的材料。高速钢具有高的强度（抗弯强度为一般硬质合金的2〜
