金菲刀具(圖)-合金刀片-浙江刀片：

機械刀具材料的選擇

切削常用的刀具材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。重型切削深度一般可達30～50mm，余量不均，工件表面有硬化層，粗加工階段的刀具磨損以磨粒磨損形式為主：切削速度一般為15～20m/min，盡管速度值處于積屑瘤發(fā)生區(qū)，但切削的高溫足使切屑與前刀面的接觸點處于液態(tài)，合金刀片，減小了摩擦力，抑制了積屑瘤生成。刀具材料的選擇要耐磨損、抗沖擊。陶瓷類刀具硬度高，分條刀片，但抗彎強度低，沖擊韌性差，不適于余量不均的重型車削，CBN存在同樣的問題。硬質(zhì)合金卻有較低的摩擦系數(shù)，可降低切削時的切削力及切削溫度，大大提高刀具耐用度，適于高硬度材料和重載車削粗加工。硬質(zhì)合金分為鎢鈷類 (YG)、鎢鈷鈦類(YT) 和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時，YG類硬質(zhì)合金的強度和韌性好，但高溫硬度和高溫韌性較差：重型車削時工件塑性變形大，摩擦劇烈，切削溫度高，因此在重型車削中很少用YG類硬質(zhì)合金。YT類硬質(zhì)合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘結(jié)擴散能力和防氧化能力，是重型車削常用的刀具材料，適于加工鋼料。然而在低速車削時，切削過程不平穩(wěn)會造成YT類合金的韌性差，產(chǎn)生崩刃，尤其是加工一些高強度合金材料時，YT類硬質(zhì)合金耐用度下降快，無法滿足使用要求。在這種情況下應(yīng)選用YW類刀具或細晶粒、超細晶粒合金刀具(如643等)。細晶粒合金的耐磨性好，更適用于加工冷硬鑄鐵類產(chǎn)品，浙江刀片，效率較YW類刀具可提高1倍以上。

具有不同物理性能的機械刀具，如，高導(dǎo)熱和低熔點的高速鋼、高熔點和低熱脹的ceramic刀具、高導(dǎo)熱和低熱脹的金剛石刀具等，分切刀片，所適合加工的工件材料有所不同。加工導(dǎo)熱性差的工件時，應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由于導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴散率高，切削熱容易散出，不會產(chǎn)生很大的熱變形，這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。

① 各種刀具材料的耐熱溫度：金剛石刀具為700～8000C、PCBN刀具為13000～15000C、ceramic刀具為1100～12000C、TiC(N)基硬質(zhì)合金為900～11000C、WC基超細晶粒硬質(zhì)合金為800～9000C、HSS為600～7000C。

② 各種刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)順序：PCD>PCBN>WC基硬質(zhì)合金>TiC(N)基硬質(zhì)合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。

③ 各種刀具材料的熱脹系數(shù)大小順序為：HSS>WC基硬質(zhì)合金>TiC(N)> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。

④ 各種刀具材料的抗熱震性大小順序為：HSS>WC基硬質(zhì)合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質(zhì)合金>A1203基陶瓷。

硬質(zhì)合金刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此，刀具材料應(yīng)具備如下一些基本性能：

(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

(2) 強度和韌性。刀具材料應(yīng)具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動，防止刀具脆性斷裂和崩刃。(3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度。(4) 工藝性能和經(jīng)濟性。刀具材料應(yīng)具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能價格比。

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