常用刀具材料及其特性

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上常用刀具材料的種類及其特性碳素工具鋼優(yōu)點(diǎn)：碳素工具鋼生產(chǎn)成本較低，原材料來(lái)源方便；易于冷、熱加工，在熱處理后可獲得相當(dāng)高的硬度；在工作受熱不高的情況下，耐磨性也較好。缺點(diǎn)：淬透性差，需要用水、鹽水或堿水淬火，畸變和開(kāi)裂傾向性大，耐磨性和熱強(qiáng)度都很低。常用牌號(hào)：T7、T8、T8Mn、T10、T11、T12。應(yīng)用：碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性，但耐磨性不高，適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負(fù)荷的工具，如木工工具、鐮刀、鑿子、錘子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度，適于制作沖頭、剪刀，也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好，適于制作斷口較大的木工工具、煤

2、礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好，應(yīng)用范圍較廣，適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具，以及冷沖模具和測(cè)量工具，如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規(guī)等。T12鋼硬度高、耐磨性好，但是韌性低，可以用于制作不受沖擊的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測(cè)量工具，如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量最高的鋼種，其硬度極高，但韌性低，不能承受沖擊載荷，只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅(jiān)硬巖石的工具，如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等。高速鋼優(yōu)點(diǎn)：避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機(jī)械性能降

3、低和熱處理變形。高速鋼強(qiáng)度、韌性均好，刃磨后切削刃鋒利，質(zhì)量穩(wěn)定強(qiáng)度較好，可磨性好，可用普通鋼玉砂輪磨削。缺點(diǎn)：價(jià)格高，耐熱性中等，熱塑性差。主要種類：高速鋼是一種復(fù)雜的鋼種,含碳量一般在0.701.65%之間。含合金元素量較多，總量可達(dá)1025%。按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼（含鎢 918%）；鎢鉬系高速鋼（含鎢512%,含鉬26%）；高鉬系高速鋼（含鎢02%,含鉬510%）；釩高速鋼，按含釩量的不同又分一般含釩量（含釩 12%)和高含釩量(含釩2.55%)的高速鋼；鈷高速鋼（含鈷 510%）。按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。通用型高速鋼：主要用于制造切削硬度HB300

4、的金屬材料的切削刀具 (如鉆頭、絲錐、鋸條)和精密刀具（如滾刀、插齒刀、拉刀），常用的鋼號(hào)有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC6870）,主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強(qiáng)鋼等）的刀具，常用的鋼號(hào)有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。主要用途：通用性強(qiáng)，廣泛用于制造鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀、齒輪刀具及拉刀等。常用牌號(hào)：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8硬質(zhì)合金優(yōu)點(diǎn)：硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度

5、和耐磨性，即使在500的溫度下也基本保持不變，在1000時(shí)仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金市場(chǎng)需求不斷加大。并且未來(lái)高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及核能源的快速發(fā)展，將大力提高對(duì)高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。缺點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，脆性大，承受沖擊和抗振能力低。按加工方式劃分類：車刀、鉆頭、鏜刀、鉸刀、拉刀、銑刀、螺紋刀具、切齒刀具、數(shù)控刀具。硬質(zhì)合金常用牌

6、號(hào)：1、 YG3x/ K01/ 1420；92.5/適于鑄鐵、有色金屬及合金、淬火鋼合金鋼小切削斷面高速精加工。 2、 YG6/ K20 /1900；90.5/適于鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料中等到切削速度下半精加工和精加工。 3、 YG6x /K15/ 1800；92.0/ 適于冷硬鑄鐵、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、耐熱合金鋼的中小切 削斷面高速精加工、半精加工。 4、 YG6A/ K10/ 1800；92.0 /適于冷硬鑄鐵、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、耐熱合金的中小切削斷面高速精加工。 5、 YG8/ K30/ 2200；90.0/ 適于鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料低速粗加工。 6、 YG8N/ K

7、30/ 2100；90.5/適于鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵以及鉻 鎳不銹鋼等合金材料的高速切削。 7、 YG15/ K40/ 2500；87.0 /適于鑲制油井、煤炭開(kāi)采鉆頭、地質(zhì)勘探鉆頭。 8、 YG4C/ 1600；89.5/ 適于鑲制油井、煤炭開(kāi)采鉆頭、地質(zhì)勘 探鉆頭。 9、 YG8C/ 1800；88.5/適于鑲制油井、礦山開(kāi)采鉆頭一字、十 字鉆頭、牙輪鉆齒、潛孔鉆齒。 10、 YG11C/ 2200；87.0 /適于鑲制油井、礦山開(kāi)采鉆頭一字、十字鉆頭、牙輪鉆齒、潛孔鉆齒。 應(yīng)用：硬質(zhì)合金還可用來(lái)制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測(cè)量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、

8、五金模具（如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具，硬質(zhì)合金的優(yōu)良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具）。涂層刀具優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于刀具而言，這種涂層可以使刀具耐磨性提高，因此它們的使用壽命或切削性能提高。摩擦系數(shù)下降，這意味著切屑可以更好地排出。此外，還具有隔離效應(yīng)，因?yàn)橛餐繉涌梢苑乐乖诘毒吆捅患庸げ牧现g發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如硬金屬的鈷浸析等?？梢源蟠筇岣咔邢鲄?shù)，從而提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)中所用設(shè)施的利用率。 缺點(diǎn)：這種涂層成本確實(shí)比較高。對(duì)具有混合制造-即既有帶涂層的刀具，也有不帶涂層的刀具-的工廠而言，他們需要采用不同的機(jī)床設(shè)置，這一點(diǎn)可以看成是一種缺點(diǎn)。機(jī)床操作員需要較高的靈活性。對(duì)于相對(duì)較高約達(dá)

9、400的涂層溫度，某些基質(zhì)不適合采用這種涂敷處理。很自然，達(dá)到這種溫度就發(fā)生結(jié)構(gòu)變相的鋼是不能用標(biāo)準(zhǔn)硬涂層方式進(jìn)行處理的。它們可以通過(guò)一種特殊的低溫過(guò)程進(jìn)行涂層處理200。此外，基質(zhì)必須能夠?qū)щ?。純陶瓷是不合適的-盡管也存在對(duì)這種材料進(jìn)行涂層處理的可選方式。在給軟材料諸如鋁進(jìn)行涂層處理時(shí)，必須采用特殊方法和涂層。種類：涂層高速鋼刀具、涂層硬質(zhì)合金刀具、在陶瓷以及超硬材料刀片上的涂層刀具。牌號(hào)：PV3010、TT5080、TT8020、TT9080、TT1300、TT7310。應(yīng)用：在韌性較好的刀具（刀片）基體上進(jìn)行表面涂層，涂覆具有高硬度、高耐磨性、耐高溫材料的薄層（如 TiN、TiC等），使

10、刀具（刀片）具有全面、良好的綜合性能。未涂層高速鋼的硬度僅為6268HRC（760960HV），硬質(zhì)合金的硬度僅為 8993.5HRA（13001850HV）；而涂層后的表面硬度可達(dá)20003000HV以上。陶瓷刀具優(yōu)點(diǎn)：1、耐磨性好，可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料，因而可免除退火加工所消耗的電力；并因此也可提高工件的硬度，延長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的使用壽命；2、不僅能對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工；3、陶瓷刀片切削時(shí)與金屬摩擦力小，切削不易粘接在刀片上.不易產(chǎn)生積屑瘤.加上可以進(jìn)行高速切削。所以在條件相同時(shí)，工件表而粗糙度比較低。

11、4、刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)，保證被加工工件的小錐度和高精度；5、耐高溫，紅硬性好。可在1 200下連續(xù)切削.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬質(zhì)合金高很多?？蛇M(jìn)行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”，切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍，達(dá)到節(jié)約工時(shí)、電力、機(jī)床數(shù)30-70%或更高的效果；6、氮化硅陶瓷刀具主要原料是自然界很豐富的氮和硅，用它代替硬質(zhì)合金，可節(jié)約大量W、Co、Ta和Nb等重要的金屬。缺點(diǎn)：比較脆，韌度低。種類：氧化鋁（Al2O3）基陶瓷純氧化鋁陶瓷、氧化鋁碳化物系復(fù)合陶瓷、Al2O3-SiC晶須增韌陶瓷、Al2O3/(W,Ti)C梯度功能陶瓷、氮化硅(Si

12、3N4)基陶瓷。牌號(hào)：SG5、SG4、LT35、LT55。金剛石優(yōu)點(diǎn)：金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數(shù)、高彈性模量、高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)，以及與非鐵金屬親和力小。缺點(diǎn)：可加工性差，磨削比小。遇熱易氧化，石墨化，與鐵元素親和力大，不宜加工切削鋼鐵。種類：天然金剛石、人造聚晶金剛石、人造聚晶金剛石復(fù)合片化學(xué)氣相沉積涂層金剛石刀具、沉積厚度達(dá)100µm的無(wú)襯底純金剛石厚膜、在刀具基體表面直接上沉積厚度小于30µm的金剛石薄膜涂層。應(yīng)用：主要用于車削加工各種有色金屬如鋁、銅、鎂及其合金、硬質(zhì)合金和耐磨性極強(qiáng)的纖維增塑材料、金屬基復(fù)合材料、木材等非金屬材料。切削加工時(shí)切削速度、進(jìn)給速度和切削深度加工條件取決于工件材料以及硬度。人造聚晶金剛石復(fù)合片(PDC)性能和應(yīng)用接近PCD刀具，主要用在有色金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷、非金屬材料(塑料、硬質(zhì)橡膠、碳棒、木材、水泥制品等)、復(fù)合材料等切削加工，逐漸替代硬質(zhì)合金刀具。金剛石涂層刀具可以應(yīng)用于高速加工，原因是除了金剛石涂層刀具具有優(yōu)良的機(jī)械性能外，金剛石涂層工藝能夠制備任意復(fù)雜形狀銑刀，用于高速加工如鋁鈦合金航空材料和難加工非金屬材料如石墨電極等。立方氮化硼優(yōu)點(diǎn)：它具有很高的硬度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，其熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金鋼石，