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新聞資訊

異形刀片有足夠的強度和韌性

硬度是異形刀片材料應具備的基本特性。刀具要從工件上切下切屑,其硬度必須比工件材料的硬度大。切削金屬所用刀具的切削刃硬度,一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來說,刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。組織中的硬質點(碳化物、氮化物等)的硬度越高,數量越多,顆粒越小,分布越均勻,則耐磨性越好。耐磨性還與材料的化學成分、強度、顯微組織及摩擦區的溫度有關。可用公式表示材料的耐磨性WR:WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中:H——材料硬度(GPa)。硬度愈高,耐磨性愈好。KIC——材料的斷裂韌性(MPa·m?)。KIC愈大,則材料受應力引起的斷裂愈小,耐磨性愈好。E——材料的彈性模量(GPa)。E很小時,由于磨粒引起的顯微應變,有助于產生較低的應力,耐磨性提高。
異形刀片有足夠的強度和韌性
要使刀具在承受很大壓力,以及在切削過程經常出現的沖擊和振動條件下工作,而不產生崩刃和折斷,刀具材料就必須具有足夠的強度和韌性。
高的耐熱性(熱穩定性)
耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要標志。它是指刀具材料在高溫條件下保持一定的硬度、耐磨性、強度和韌性的性能。
刀具材料還應具有在高溫下抗氧化的能力以及良好的抗粘結和抗擴散的能力,即刀具材料應具有良好的化學穩定性。
良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能
刀具材料的導熱性愈好,切削熱愈容易從切削區散走,有利于降低切削溫度。
刀具在斷續切削或使用切削液時,常常受到很大的熱沖擊(溫度變化劇烈),因而刀具內部會產生裂紋而導致斷裂。刀具材料抵抗熱沖擊的能力可用耐熱沖擊系數R表示,R的定義是為: R=λσb(1-μ)/Eα 式中:λ——導熱系數;σb——抗拉強度;μ——泊松比;E——彈性模量;α——熱膨脹系數。
導熱系數大,使熱量容易散走,降低刀具表面的溫度梯度;熱膨脹系數小,可減少熱變形;彈性模量小,可以降低因熱變形而產生的交變應力的幅度;有利于材料耐熱沖擊性能的提高。異形刀片
耐熱沖擊性能好的刀具材料,在切削加工時可以使用切削液。
良好的工藝性能
為了便于刀具的制造,要求刀具材料具有良好的工藝性能,如鍛造性能、熱處理性能、高溫塑性變形性能、磨削加工性能等。
經濟性
經濟性是刀具材料的重要指標之一,優質刀具材料雖然單件刀具成本很高,但因其使用壽命長,分攤到每個零件的成本則不一定很高。因此在選用刀具材料時要綜合考慮其經濟效果。
刀具材料:高速鋼
高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼具有較高的強度和韌性,并且具有一定的硬度和耐磨性。適合各類刀具的要求。高速鋼刀具制造工藝簡單,容易磨成鋒利切削刃,因此盡管各種新型刀具材料不斷出現,高速鋼刀具在金屬切削中仍占較大的比例。可以加工有色金屬和高溫合金。由于高速鋼具有以上性能,活塞加工中的銑澆冒口、銑橫槽及銑膨脹槽用銑刀、鉆油孔用鉆頭等刀具都為高速鋼材料。 硬質合金
硬質合金是由難熔金屬碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金屬粘結劑(如Co、Ni等)粉末經粉末冶金的方法制成。 由于硬質合金中都含有大量的金屬碳化物,這些碳化物都有熔點高、硬度高、化學穩定好、熱穩定性好等特點,因此,硬質合金材料的硬度、耐磨性、耐熱性都很高。常用硬質合金的硬度為89~93HRA,比高速鋼的硬度(83~86.6HRA)高,在800~1000℃時尚能進行切削。在540℃時,硬質合金的硬度為82~87HRA,在760℃時,硬度仍能保持77~85HRA。因此,硬質合金的切削性能比高速鋼高得多,刀具耐用度可提高幾倍到幾十倍,在耐用度相同時,切削速度可提高4~10倍。
目前我公司使用的硬質合金刀具主要是YG類(WC-TiC-Co)中的YG6和YGX。YT類(WC-TiC-Co)中的YT15等硬質合金用于活塞粗加工、半精加工和部分精加工工序。
金剛石
金剛石是目前已知礦物材料中硬度最高、熱傳導性最好的物質,與各種金屬、非金屬材料配對摩擦的磨損量僅為硬質合金的1/50~1/800,是制作切削刀具最理想的材料。然而,天然單晶金剛石僅用于制作首飾及某些有色金屬的超精密加工。刀具用人造大顆粒單晶金剛石盡管目前De Beers公司、住友電工等均已工業化生產,但還沒有進入大量應用階段。 金剛石刀具的切削刃非常鋒利(這對切下極小斷面的切屑是很重要的),刃部粗糙度很小,摩擦系數又低,切削時不易產生積屑瘤,加工表面質量高。加工有色金屬時,表面粗糙度可達到Ra0.012μm,加工精度可達到IT5級以上。



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