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如何选择刀具材料:硬度、红硬性与韧性的取舍

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:红硬性好红硬性好是要求刀具材料在高温下保持其原有的良好的硬度性能,红硬性常用红硬温度来表示。一般的刀具材料如果硬度高和红硬性好,则其在高温下必耐磨,但其韧性往往较差,不易承受冲击和振动;反之,韧性好的材料往往硬度和红硬温性较差。综上所述,车刀的材料主要采用硬质合金,其他的刀具如钻头、铣刀等材料也广泛采用硬质合金。

如何选择刀具材料:硬度、红硬性与韧性的取舍

1.对刀具材料的基本要求

(1)硬度高

刀具切削部分的材料应具有较高的硬度,其最低硬度要高于工件的硬度,一般要在60HRC以上,硬度愈高,耐磨性愈好。

(2)红硬性好

红硬性好是要求刀具材料在高温下保持其原有的良好的硬度性能,红硬性常用红硬温度来表示。红硬温度是指刀具材料在切削过程中硬度不降低时的温度,其温度越高,刀具材在高温下耐磨的性能就越好。

(3)具有足够的强度和韧性

为承受切削过程中产生的切削力和冲击力,防止产生振动和冲击,刀具材料应具有足够的强度和韧性,才不会发生脆裂和崩刃。

一般的刀具材料如果硬度高和红硬性好,则其在高温下必耐磨,但其韧性往往较差,不易承受冲击和振动;反之,韧性好的材料往往硬度和红硬温性较差。(www.xing528.com)

2.常用车刀的材料

常用车刀的材料主要有高速钢和硬质合金。

(1)高速钢

高速钢是指含有钨(W)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素较多的高合金工具钢,其经热处理后硬度可达62~65HRC。高速钢的红硬温度可达500℃~600℃,在此温度下刀具材料硬度不会降低,仍能保持正常切削,且其强度和韧性都很好,刃磨后刃口锋利,能承受冲击和振动。但由于红硬温度不太高,故允许的切削速度一般为25~30 m/min,所以高速钢材料常用于制造精车车刀或用于制造整体式成型车刀以及钻头、铣刀齿轮刀具等,其常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。

(2)硬质合金

硬质合金是用碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)和钴(Co)等材料利用粉末冶金的方法制成的合金,它具有很高的硬度,其值可达89~90 HRA(相当于74~82 HRC)。硬质合金车刀的红硬温度高达850℃~1 000℃,即在此温度下仍能保持其正常的切削性能,但另一方面,它的韧性很差、性脆、不易承受冲击、振动且易崩刃。由于红硬温度高,故硬质合金车刀允许的切削速度高达200~300 m/min。因此,使用这种车刀可以加大切削用量,进行高速强力切削,可显著提高生产率。虽然硬质合金车刀的韧性较差,不耐冲击,但可以制成各种形式的刀片,将其焊接在45钢的刀杆上或采用机械夹固的方式夹持在刀杆上,以提高使用寿命。综上所述,车刀的材料主要采用硬质合金,其他的刀具如钻头、铣刀等材料也广泛采用硬质合金。

常用的硬质合金代号有P01(YT30)、P10(YT15)、P30(YT5)、K01(YG3Ⅹ)、K20(YG6)、K30(YG8),其含义参见GB2075—1998《切削加工用硬质合金分类、分组代号》。

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