刃具在切削过程中,刀刃与工件表面金属相互作用,使切屑产生变形与断裂,并从工件上剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负荷作用,以及受到工件和切屑的强烈摩擦作用。由于切削层金属的变形以及刃具与工件、铁屑的摩擦产生大量的摩擦热,均使刃具温度升高,切削速度越快,则刃具的温度越高,有时刀刃温度可达600℃左右。
刃具钢应具有以下使用性能:
1)为了保证刀刃能切削工件并防止卷刃,必须使刃具具有高于被切削材料的硬度,一般应在60HRC以上,加工软材料时可为45~55HRC,故刃具钢应具有以高碳马氏体为基体的组织。
2)为了保证刃具的使用寿命,应具有足够的耐磨性。高的耐磨性不仅决定于高硬度,同时也决定于钢的组织。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物,尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨损能力。
3)由于在各种形式的切削加工过程中,刃具承受着冲击、振动等作用,应当要求刃具有足够的塑性和韧性,以防止使用时崩刃或折断。(www.xing528.com)
4)为了使刃具能承受切削热的作用,防止在使用过程中因温度升高而导致硬度下降,应要求刃具有高的热硬性。热硬性是指钢在受热条件下,仍能保持足够高的硬度和切削能力。热硬性一般用多次高温回火后在室温条件下测得的硬度值来表示。所以,热硬性是钢抵抗多次高温回火软化的能力。
以上是对刃具钢的一般使用性能要求,视使用条件的不同可以有所侧重。如锉刀不一定需要很高的热硬性。而钻头工作时,其刃部热量散失困难,所以对热硬性要求很高。
此外,选择刃具钢时,应当考虑工艺性能要求。例如,切削加工与磨削性能好,具有良好的淬透性,较小的淬火变形、开裂敏感性等要求,都是刃具钢合金化及其选材的基本依据。
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