刀具材料95455.pptVIP

课题三 刀具材料 【教学目的和要求】 了解刀具材料应具备的性能，掌握刀具材料的种类及各种刀具材料的性能，能够合理 选用刀具材料并正确使用。 【教学内容摘要】 本课题介绍了刀具材料应具备的性能、刀具材料的种类以及高速钢、硬质合金的性 能、选用；其它刀具材料与刀具材料的表面涂层 【教学重点、难点】 教学重点为刀具材料应具备的性能及高速钢、硬质合金的性能与选用，本课题难点为 在不同条件下刀具材料的合理选择。 【教学方法和使用教具】 教学方法：讲授 使用教具：刀具、刀片实物 【教学时数】 2学时 【教学内容】 一、刀具材料应具备的性能 1.高的硬度 刀具要从工件上切除材料层，因此，其切削部分的硬度必须大于工件材料的 硬度。一般刀具材料的常温硬度应高于60HRC以上。 2.高的耐磨性 刀具材料应具有较高的耐磨性，以抵抗工件与切屑对刀具的磨损。刀具材料硬度 越高，耐磨性就越好；刀具材料中含有耐磨的合金碳化物越多，晶粒越细，分布越均 匀，耐磨性也越好。 3.足够的强度与韧性 切削过程中，刀具承受着各种应力、冲击和振动，故要求切削部分的材料必须具 备足够的强度和韧性，以抵抗崩刃和打刀。通常用材料的抗弯强度σb和冲击韧性ɑκ 表示。 4.高的耐热性 耐热性是在高温条件下，刀具切削部分材料保持常温硬度、强度和韧 性的能力，也可用红硬性或高温硬度表示。 5.良好的工艺性与经济性 刀具切削部分的材料应具有良好的工艺性能，如切削加工性、磨削加 工性、锻造、焊接、热处理等性能。同时，还应尽可能采用资源丰富和 价格低廉的刀具材料。 二、刀具材料的种类 刀具切削部分材料主要有工具钢（碳素工具 钢和合金工具钢）、高速钢、硬质合金、陶 瓷材料和超硬刀具材料等。碳素工具钢和合 金工具钢我们这里不做介绍。 三、高速钢 高速钢是在合金工具钢中加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其合金元素与碳化合形成高硬度的碳化物，使高速钢具有很好的耐磨性。钨和碳的原子结合力很强，增加了钢的高温硬度。钼的作用与钨基本相同，并能细化碳化物的晶粒，减少钢中碳化物的不均匀性，提高钢的韧性。 高速钢是综合性能较好、应用范围最广泛的一种刀具材料。其抗弯强度较高，韧性较好，热处理后硬度为63～66HRC，易磨出较锋利的切削刃，故生产中常称为“锋钢”。其耐热性约为600～660oC左右，切削中碳钢材料时切削速度可达30m/min左右。它具有较好的工艺性能，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等。高速钢可以加工碳钢、合金钢、有色金属和铸铁等多种材料。 高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢。 1．普通高速钢 普通高速钢可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。 （1）钨系高速钢 早期常见的牌号是W18Cr4V，它具有较好的综合性能和可磨削性，可制造各种复杂刀具和精加工刀具。 （2）钨钼系高速钢 较常见的牌号是W6Mo5Cr4V2，它具有较好的综合性能。由于钼的作用，其碳化物呈细小颗粒且分布均匀，故其抗弯强度和冲击韧性都高于钨系高速钢，并且有较好的热塑性，适于制作热轧工具。但这种材料有脱碳敏感性大，淬火温度窄，较难掌握热处理工艺等缺点。 W9Mo3Cr4V是我国自行研制的钢种，其硬度、强度、热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，具有较好的硬度和韧性，并且易轧、易锻、热处理温度范围宽、脱碳敏感性小，成本也更低。 2．高性能高速钢 高性能高速钢是在普通高速钢的基础上，通过调整化学成份和添加其它合金元素，使其性能比普通高速钢提高一步的新型高速钢。此类高速钢主要用于高温合金、钛合金、高强度钢和不锈钢等难加工材料的切削加工。高性能高速钢有以下几种： （1）高碳高速钢 含碳量提高到0.9～1.05%，其典型牌号为95W18Cr4V。由于含碳量提高，使钢中的合金元素全部形成碳化物，从而提高钢的硬度、耐磨性和耐热性，但其强度和韧性略有下降。 （2）高钒高速钢 含钒量提高到3～5%，其典型牌号为W6Mo5Cr4V3。由于碳化钒量的增加，提高了钢的耐磨性，一般用于切削高强度钢。但此种钢刃磨比普通高速钢困难。 （3）钴高速钢 普通高速钢中加入钴，从而提高了钢的高温硬度和抗氧化能力，其典型牌号为W2Mo9CrVCo8，它有良好的综合性能，用于切削高温合金、不锈钢等难加工材料效果很好。钴高速钢在国外使用较多，我国钴原料价格较贵，使用量尚不多。 （4）铝高速钢 普通高速钢中加入少量的铝，从而提高了钢的耐热性和耐磨性，它是我国独创的新型高速钢，有良好的综合性能。其典型牌号为W6Mo5Cr4V