刀具材质及加工参数.ppt

涂层刀具是在韧性较好的硬质合金基体或高速钢刀具基体上，涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而制成的。涂层硬质合金一般采用化学气相沉积法，沉积温度在1000℃左右；涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法，沉积温度在500℃左右。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等。涂层厚度：硬质合金为4～5μm，表层硬度可达HV2500～4200；高速钢为2μm，表层硬度可达HRC80。2.4涂层刀具第21页,共29页，2024年2月25日，星期天涂层刀具特点：优点：高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力；有低的摩擦系数，可降低切削时的切削力及切削温度，可提高刀具耐用度(提高硬质合金刀具耐用度1～3倍，高速钢刀具耐用度2～10倍)。缺点：锋利性、韧性、抗剥落性、抗崩刃性差及成本昂贵的问题。第22页,共29页，2024年2月25日，星期天1、TiC涂层：硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削时能产生氧化钛膜，减小摩擦及刀具磨损。2、TiN涂层：在高温时能产生氧化膜，与铁基材料摩擦系数较小，抗粘结性能好，并能有效降低切削温度。3、TiC—TiN复合涂层：第一层涂TiC，与刀具基体粘牢不易脱落。第二层涂TiN,减少表面层与工件间的摩擦。4、TiC-Al203复合涂层：第一层涂TiC,与刀具基体粘牢不易脱落。第二层涂Al203可使刀具表面具有良好的化学稳定性和抗氧化性能。目前单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复合涂层或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。第23页,共29页，2024年2月25日，星期天一、陶瓷※陶瓷：以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。特点：优点：硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强；缺点：是脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制；应用：可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。高速切削加工的精加工阶段。2.5其它刀具材料第24页,共29页，2024年2月25日，星期天二、金刚石※金刚石：碳的同素异形体，在高温、高压下由石墨转化而成，是目前人工制造出的最坚硬物质。特点：优点：硬度高，耐磨性好，刀具耐用度比硬质合金可提高几倍到几百倍。切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，加工冷硬现象较少，很适于精密加工。缺点：热稳定性差，切削温度不宜超过700～800℃；强度低、脆性大，对振动敏感，只宜微量切削，与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工钢铁材料。第25页,共29页，2024年2月25日，星期天二、金刚石（C）应用：目前主要用于磨具及磨料，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材料，可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达65～70HRC的材料。也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩木材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及复合难加工材料的精加工或超精加工。用作刀具材料时，多用于在高速下精细车削或镗削有色金属及非金属材料。加工铝合金、铜合金时，切速可达800～3800m／min。第26页,共29页，2024年2月25日，星期天三、立方氮化硼（CBN）※立方氮化硼：是一种人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。特点：属于超硬材料(HV8000～9000)，硬度极高但韧性极差，很高的硬度及耐磨性，热稳定性好，化学惰性大，与铁系金属在1300℃时不易起化学反应，导热性好，摩擦系数低。应用：因此可胜任高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等多种难加工材料的半精加工和精加工，加工精度高，表面粗糙度低，可以代替磨削加工。立方氮化硼不仅用于磨具，也逐渐用于车、镗、铣、铰等。第27页,共29页，2024年2月25日，星期天深刻理解各种刀具材料的物理、力学性能和切削性能，根基不同加工条件来正确选择刀具材料掌握目前应用最广的高速钢、硬质合金两类材料的分类、主要牌号、主要化学成分、物理力学性能和切削性能及其适用条件。小结第28页,共29页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第29页,共29页，2024年2月25日，星期天**关于刀具材质及加工参数有关刀具材料的一组“名言”好钢用在刀刃上刀具材料的每一次进步几乎都给机械加工业带来一次革命机床与刀具材料交替进展，成为切削技术不断向前发展的历史规律金属切削的发展史，从某种意义上说，可归结为刀具材料的发展史第2页,共29页，2024年2月25日，星期天刀具种类