常用刀具材料分类特点及应用.doc

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1、.......金属切削原理读书报告常用刀具材料分类特点及应用：班级：学号：2014年5月7日S..............摘要本文在阅读有关论文和专著的基础上对现阶段常用的刀具材料进行了总结和分析，总结出了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、瓷、金刚石、立方碳化硼等刀具材料的特点及应用围，同时针对几种常见的切削工序中刀具材料的应用做了简单的分析。S..............目录摘要11刀具材料的发展历史22常用刀具材料及特点22.1碳素工具钢22.2合金工具钢32.3高速钢42.4硬质合金52.5瓷72.6超硬材料93刀

2、具材料的典型应用103.1工件材料与刀具材料103.2加工条件与刀具材料114总结115参考文献12S..............1刀具材料的发展历史[1]刀具材料的发展在人类的生活、生产中有着很大的重要性。18世纪中叶,在欧洲出现了工业革命以后,切削刀具一直是用碳素工具钢制造,其成分与现代的T10、T12相近。1865年，英国罗伯特•墨希特发明了合金工具钢，其牌号有9CrSi、CrWMn等。随着对加工效率要求的提高，新的刀具材料在不断更新。1898年，美国机械工程师泰勒和冶金工程师怀特发明了高速钢。进入20世纪，人们不断寻求新

3、型刀具材料。20世纪20年代中期到30年代初，出现了钨钴类和钨钛类硬质合金。然而硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料的超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。20世纪30年代出现了氧化铝瓷，后来又有氦化硅瓷到50年代和60年代又制造出人造立方氮化硼和人造聚晶金刚石。总而言之，20世纪中，刀具材料发展的速度比过去快得多，其种类、类型、数量和性能均有大幅度的发展。2常用刀具材料及特点对于金属切削刀具来说，切削过程中要承受很大的压力，同时会与工件、切屑相互接触的表面产生摩擦力，切削产生的热量使得刀具温度上升，产生一定的热应力

4、。因此刀具材料应能满足这样几个要求：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性以及经济性。目前在机械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、瓷、金刚石和立方氮化硼等。[2]不同刀具材料的性能有所不同，因此在应根据具体的切削条件选择合适的刀具材料。下面将分别介绍每种刀具材料。2.1碳素工具钢按照GB/T13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，碳素工具钢属于非合金钢。按照标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢。碳

5、素工具钢牌号及化学成分见表1S..............表1碳素工具钢牌号及化学成分[3]序号牌号化学成分（质量分数）/%CMnSi1T70.65~0.74≤0.40≤0.352T80.75~0.843T8Mn0.80~0.900.40~0.604T90.85~0.94≤0.405T100.95~1.046T111.05~1.147T121.15~1.248T131.25~1.35注：高级优质钢在牌号后面加”A”。碳素工具钢价廉易得，易于锻造成形，切削加工性也比较好。碳素工具钢的主要缺点是淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸

6、变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。因此，碳素工具钢只能用来制造一些小型手工刀具或木工刀具，以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具，如用来制造小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。2.2合金工具钢合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。表2列举的为合金工具钢中量具刃具用钢的牌号和化学成分。表2量具刃具用钢的牌号和化学成分[4]序号牌号化学成分%CSiMnPSCrWMoV其他不大于

7、19SiCr0.85~0.951.20~1.600.30~0.600.0300.0300.95~1.25Co≤1.0028MnSi0.75~0.850.30~0.600.80~1.100.0300.0303Cr061.35~1.45≤0.40≤0.400.0300.0300.50~0.704Cr20.95~1.10≤0.40≤0.400.0300.0301.30~1.6559Cr2≤≤0.0300.030S..............0.80~0.950.400.401.30~1.706W1.05~1.25≤0.40≤0.400

8、.0300.0300.10~0.300.80~1.20合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性；为了