对刀具材料的基本要求

对刀具材料的基本要求

刀具材料是指刀具切削部分的材料,在切削时要承受高温、高压、强烈的磨擦、冲击和振动,因此,刀具切削部分的材料应具备以下基本性能:

(1)高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。刀具材料的常温硬度,一般要求在60HRC以上。

(2)高的耐磨性以便维持一定的切削时间,一般刀具材料的硬度越高,耐磨性越好。

(3)足够的强度和韧性以便承受切削力、冲击和振动,避免产生崩刃和折断。

(4)高的耐热性(热稳定性)耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度、强度不变的能力。

(5)良好的工艺性能以便制造各种刀具,通常刀具材料应具有良好的锻造性能、热处理性能、焊接性能、磨削加工性能等。

常用刀具材料

常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等。

(1)碳素工具钢(如T10、T12A)及合金工具钢(如9SiCr)特点是淬火硬度较高,价廉。但耐热性能较差,淬火时易产生变形,通常只用于手工工具及形状较简单、切削速度较低的刀具。

(2)高速钢高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V等元素的高合金工具钢。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500-600°C)。它可以加工铁碳合金、非铁金属、高温合金等广泛的材料。高速钢具有高的强度和韧性,抗冲击振动的能力较强,适宜制造各类刀具。但因耐热温度较硬质合金低,故不能用于高速切削。常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。

(3)硬质合金硬质合金是在高温下烧结而成的粉末冶金制品。具有较的硬度(70～175HRC),能耐850℃～1000℃的高温,具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度。因而其切削速度比高速钢刀锯提高2到3倍,主要用于高速切削,但其强度、韧性和工艺性不如高速钢,因此通常将硬质合金焊接或机械夹固在刀体(刀柄)上使用(如硬质合金车刀)。常用的硬质合金有钨钴类(YG类)、钨钛钴类(YT类)和钨钛钽(铌)类硬质合金(YW类)三类。

①钨钴类硬质合金(YG类)YG类硬质合金主要由WC和Co组成,YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好,不易崩刃,很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。常用的牌号有YG3、YG6、YG8等。其中数字表示Co含量的百分比,Co含量少者,较脆、较耐磨。YG8用于粗加工,YG6和YG3用于半精加工和精加工。

②钨钛钴类硬质合金(YT类)YT类硬质合金主要由WC、TiC和Co组成,它里面加入了碳化钛后,增加了硬质合金的硬度、耐热性、抗粘结性和抗氧化能力。但由于YT类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较差,故主要用于切削普通碳钢及合金钢等塑性材料。常用的牌号有YT5、YT15、YT30等。其中数字表示TiC含量的百分比,TiC的含量越多,韧性越小,而耐磨性和耐热性越高。其中TY5一般用于粗加工,YT15和YT30用于半精加工和精加工。

③钨钛钽(铌)类硬质合金(YW类)它是在普通硬质合金中加入了碳化钽或碳化铌,从而提高了硬质合金的韧性和耐热性,使其具有较好的综合切削性能。YW类硬质合金主要用于不锈钢、耐热钢、高锰钢的加工,也适用于普通碳钢和铸铁的加工,因此被称为通用型硬质合金,常用的牌号有YW1、YW2等。

陶瓷与超硬材料都是今年来涌现出来的新型刀具材料,它们无论在硬度、耐磨性、耐热性等方面都胜过传统的刀具材料。

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