2019第2章刀具材料课件.ppt

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1、第一节刀具材料应具备的性能1.足够的硬度和耐磨性2.足够的强度与韧性3.高的耐热性4.良好的热物理性能和耐热冲击性能5.良好的工艺性6.经济性注意：上述几项性能之间可能相互矛盾(如硬度高的刀具材料，其强度和韧性较低)。没有一种刀具材料能具备所有性能的最佳指标，而是各有所长。所以在选择刀具材料时应合理选用。目前刀具材料中应用最多的仍是高速钢和硬质合金第二章刀具材料表2-1各种刀具材料的物理力学性能HRCHRAHV6583.67986081687返回本章目录第二节高速钢高速钢是富含W、Cr、Mo(钼)、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢的特点与碳素工具

2、钢、合金工具钢相比，高速钢的热硬性很高，在切削温度高达500℃～650℃时，仍能保持60HRC的高硬度，因此切削速度可提高l～3倍，刀具耐用度提高10~40倍。同时，高速钢还具有较高的耐磨性以及较高的强度和韧性。与硬质合金相比，其最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。其退火硬度为207HBS～255HBS，与优质中、高碳钢的退火硬度相近，能够用一般材料刀具顺利切削加工出各种复杂形状；在加热状态下(900℃～1100℃)能反复锻打制成所需的毛坯；高速钢的抗弯强度是硬质合金的2～3倍，冲击韧性是硬质合金的6～10倍；经过仔细研磨，高速钢刀具钝圆

3、半径可小于，其锋利性比硬质合金优良。总之，高速钢的切削性能比工具钢好得多，而可加工性能又比硬质合金好得多。应用：高速钢仍是世界各国制造复杂、精密和成形刀具的基本材料，是应用最广泛的刀具材料之一。常用高速钢材料的分类与性能及应用分类：通用型高速钢（普通高速钢）、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。一、普通高速钢特点：工艺性能好，具有较高的硬度、强度、耐磨性和韧性。可用于制造各种刃形复杂的刀具。切削普通钢料时的切削速度通常不高于40m/min～60m/min。普通高速钢又分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。(1)钨系高速钢。这类高速钢的典型牌号为W18Cr4V

4、(简称W18)，含C量为0.7%～0.8%，含W18%，Cr4%、V1%。此类高速钢综合性能较好，可制造各种复杂刃型刀具。缺点：碳化物分布不均匀，强度和韧性稍差，不宜做大截面的刀具，热塑性较差。2.、钨钼系高速钢。它是以Mo代替部分W发展起来的一种高速钢，典型牌号是W6Mo5Cr4V2(简称M2)，含碳量为0.8%～0.9%，含W6%、Mo5%、Cr4%、V2%。与W18Cr4V相比，优点是碳化物含量相应减少，而且颗粒细小分布均匀，因此抗弯强度、塑性、韧性和耐磨性都略有提高，适于制造尺寸较大、承受冲击力较大的刀具(如滚刀、插刀)；又因Mo的存在，使

5、其热塑性非常好，故特别适于轧制或扭制钻头等热成形刀具。其主要缺点是可磨削性略低于W18Cr4V。二、高性能高速钢高性能高速钢是在普通高速钢成分中再添加一些C、V、Co(钴)、Al(铝)等合金元素，进一步提高耐热性能和耐磨性。这类高速钢刀具的耐用度为普通高速钢的1.5～3倍。应用：加工不锈钢、耐热钢、钛合金及高强度钢等难加工材料。(1)钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8，简称M42)。这是一种含Co超硬高速钢，常温硬度达67HRC～69HRC，具有良好的综合性能。Co能提高高温硬度，相应地提高了切削速度，因V含量不高，可磨性良好。(2)铝高速钢(W6

6、Mo5Cr4V2Al，简称501)。铝高速钢是我国研制的无钴高速钢，是在W6Mo5Cr4V2的基础上增加铝、碳的含量，以提高钢的耐热性和耐磨性，并使其强度和韧性不降低。三、粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢：是将熔炼的高速钢液用高压惰性气体雾化成细小粉末，将粉末在高温高压下制成刀坯，或压制成钢坯然后经轧制(或锻造)成材的一种刀具材料。特点：与熔炼高速钢相比，由于碳化物细小，分布均匀，热处理变形小，因此粉末冶金高速钢耐磨性好和可磨削性均得到显著改善。应用：适于制造切削难加工材料的刀具，特别适于制造各种精密刀具和形状复杂的刀具。第三节硬质合金一.硬质合金的组

7、成与特点硬质合金是将一些难熔的、高硬度的合金碳化物微米数量级粉末与金属黏结剂按粉末冶金工艺制成的刀具材料。常用的合金碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等，常用的黏结剂有Co以及Mo、Ni等。硬质合金具有高硬度、高熔点和化学稳定性好等特点，在800℃～1000℃仍能完成切削加工。缺点是抗弯强度低，冲击韧性差，可加工性差。二、常用硬质合金的分类、性能及应用YG(K)类YT(P)类YW(M)类加工短切屑黑色金属加工长切屑的加工长或短切屑的有色金属、非金属黑色金属黑色金属和有色金属WC+CoWC+TiC+CoWC+TiC+TaC(NbC)+Co分类WC+

8、Co(YG)类硬质合金：常用牌号YG3X、YG6X、YG6、YG8等，数字表示Co含量的百分率，Co的含量少者，较脆较耐磨