金属切削原理与机床第三版课件教学课件 ppt 作者 胡黄卿 主编第二章 刀具材料.ppt

第二章 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。; 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。;; 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。;二、刀具材料; 第二节 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。; 二．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