刀具材质与镀层课件.pptVIP

刀具材質鍍層 刀具材料鍍層與加工時間 高速鋼High-Speed Steel 燒結式硬質合金 碳化物超硬合金Sintered Hard Carbides ISO分類-碳化物系列 瓷金工具Cermet Tools 陶瓷工具Ceramic Tools 陶瓷刀具的選用 多晶鑽石刀具 CBN 各種工具材料的高溫硬度 鍍層 鍍層技術 鍍層特色 氮-鋁-鈦（TiAlN）鍍層的優點 * * Ⅰ、刀具材質- 近代機製生產能力不斷的大幅提高，尤其在大量生產的工作要求下，從事於大量且高速的切削工作。為發揮高性能工作母機應有之生產工作效能，則切削刀具尤須密切的配合。為了發揮刀具之切削能力，故刀具材料需有顯著之進展與改良，目前使用之各種刀具材料均有其特性以適應各種不同加工的要求。一般刀具材料必須具備的性能為生產製造費用須最低、具有高溫之抵抗軟化的能力、低的摩擦係數、較高的抵抗磨耗性質，導熱性良好、充分的韌性以及耐衝擊性等等，一般使用的刀具材料有下列幾種： 高速鋼、燒結式碳化物 Carbides 、瓷金工具Cermet 陶瓷刀具Ceramics、CBN刀具 Ⅱ、鍍層- 由於工程材料不斷持續的發展，在1960年之後，陸續開發出新一代的合金材料。這些新材料不僅有高強度，而且具有高磨損性甚至有極高的化學性質，在切削時會與切削刀具產生化學作用造成侵蝕現象。除此之外，在時間及成本降低的要求下，高速切削正逐漸被人們廣泛的接受。因此以往的刀具材料已不敷人們的需求。在因應如此嚴格的需求下，發展出刀具材料再加上鍍層保護。具有鍍層保護的刀具其壽命將近是一般沒有鍍層刀具的10倍，常見的刀具鍍層有下列幾種： uncoated 未鍍層、TiN 氮化鈦、TiCN 氮碳化鈦 TiAlN 氮鋁鈦、Al2O3 氧化鋁 碳鋼 Carbon Steel 高速鋼 HSS 鑄造合金 Cast cobalt-base alloys 超硬合金 Cemented Carbides 新超硬合金 Improved Carbide Grades 鍍層 First coated Grades 雙鍍層 First double-coated Grades 複合鍍層 First triple-coated Grades 加工時間〈min〉 年代 100 26 15 6 3 1.5 1 0.7 1900 ,10 ,20 ,30 ,40 ,50 ,60 ,70 ,80 左邊的圖表顯示出自1900年後至今，由於刀具技術的發展使得切削時間縮短了100倍。而在1960年之後，因為鍍層刀具的出現，縮短了4倍的加工時間。 1900年發展成功之切削刀具材料為切削工具鋼之一種，含有鎢、鉻、鉬、釩、鈷等合金元素。因含有較多的合金元素故有相當高的硬度，經熱處理後其硬度可高達HRc 68。做為切削工具在高速切削時其刀鋒即使被加熱至500~600℃也不會產生回火軟化，仍能保持其硬度之性質，而且在高溫時硬度降低極微，是刀具材料所具備的重要性質之一，故能耐高溫及重切削。一般常用者有鎢W系高速鋼以及鉬Mo系高速鋼： 1、鎢W系高速鋼- 係為鋼基中含有18%鎢、4 %鉻以及 1%釩，為一般之多用途刀具材料。 2、鉬Mo系高速鋼- 此為W系高速鋼中W之含量降至6 %後，再加入4.5~7 %鉬的合金鋼，具有良好之韌性及耐衝擊性。適合於製造強力之切削、耐磨刀具，如銑刀、螺絲攻等。 在鋼的麻田散鐵Martensite組織中如果分布著有特殊碳化物的話，其比單是麻田散鐵組織的鋼更具有磨耗性，但是麻田散鐵在高溫時會失去其硬度，要改良此缺點的方法為使碳化物的量增加。可能的話，能做成全部都是碳化物的工具最好。但是一般碳化物的熔點很高，無法以熔解法來製造。所以必須利用燒結法(sintering)來固著碳化物，利用燒結方式產生的工具材料中有： 碳化物超硬合金（Carbides） 瓷金工具（Cermet Tools） 陶瓷工具（Ceramic Tools） 多晶鑽石刀具（ CBN ） 以