工程材料与热处理 课件 16刀具材料的选择.pptx

刀具材料的选择

目录刀具材料性能要求01刀具结构形式02刀具刃部材料种类03工具钢刀具材料04硬质合金刀具材料05陶瓷刀具材料06汇报展示准备07

01刀具材料性能要求

高硬度和耐磨性刀具硬度的重要性耐磨性是衡量刀具材料抵抗磨损能力的重要指标，它直接影响到刀具的使用寿命和加工效率。高耐磨性意味着刀具在长时间使用后仍能保持较好的切削性能。耐磨性的作用通过合理的热处理工艺和选择合适的材料，可以显著提高刀具的硬度。例如，高速钢经过特定的热处理后，能在高温下保持较高的硬度和耐磨性。提高刀具硬度的方法刀具的硬度是决定其切削性能的关键因素，必须高于工件材料的硬度才能进行有效切削。高硬度确保了刀具在加工过程中不易磨损，延长了使用寿命。

足够的强度和韧性强度与韧性的重要性刀具材料必须拥有足够的强度和韧性，以承受切削过程中的力、冲击和振动，防止刀具发生脆性断裂或崩刃，确保加工过程的稳定性和安全性。提高刀具耐用性通过增强材料的强度和韧性，可以显著提高刀具的耐用性和可靠性，减少因刀具损坏导致的停机时间和维护成本，从而提高生产效率和经济效益。选择合适的材料根据不同的加工需求和条件，选择具有适当强度和韧性的刀具材料至关重要，这有助于优化切削性能，延长刀具寿命，并适应各种复杂的加工环境。

耐热性01刀具材料的耐热性刀具材料在高温下保持硬度和耐磨性的能力称为耐热性，这是衡量刀具性能的重要指标之一。03提高耐热性的方法通过优化材料的化学成分和微观结构，以及采用适当的热处理工艺，可以有效提高刀具材料的耐热性。影响耐热性的因素刀具材料的耐热性受多种因素影响，包括材料的化学成分、微观结构以及热处理工艺等。02

工艺性能和经济性01锻造性能刀具材料应具备良好的锻造性能，这意味着在高温下能够保持足够的塑性和韧性，以便进行各种形状的加工。02热处理性能刀具材料需要有良好的热处理性能，通过淬火、回火等工艺提高硬度和耐磨性，同时保持一定的韧性，防止脆性断裂。03经济性考量在选择刀具材料时，除了考虑其技术性能外，还需要考虑其经济性，包括材料的采购成本、加工成本以及使用寿命等因素。

02刀具结构形式

整体式整体式刀具定义整体式刀具是由一个坯料制造而成的，一体成形的刀具。这种结构使得刀具具有更好的稳定性和耐用性，适用于各种加工环境。整体式刀具的优点整体式刀具的主要优点是其结构简单，制造成本低，且易于维护。此外，由于其一体成形的特性，整体式刀具在使用过程中不易出现断裂或磨损的情况。整体式刀具的应用整体式刀具广泛应用于各种机械加工领域，如车削、铣削、钻削等。特别是在高速钢刀具中，整体式结构更为常见，因为这种结构可以提供更好的切削性能和更长的使用寿命。

分体式010203焊接式刀具结构焊接式刀具通过将切削部分的材料与刀体材料进行钎焊连接，常见于硬质合金刀具。这种结构形式使得刀具在保持高硬度的同时，也具备了一定的韧性和耐用性。机夹式刀具特点机夹式刀具采用机械夹持的方式固定切削部分，具有可拆换的优点。这种结构适用于硬质合金和陶瓷刀具，便于更换磨损的刀片，提高了刀具的使用寿命和经济效益。分体式刀具材料选择分体式刀具的刀体材料通常选用普通碳钢或合金钢，如45钢或40Cr，以确保足够的强度和韧性。而切削部分则根据加工需求选择合适的材料，以达到最佳的切削效果。

03刀具刃部材料种类

工具钢碳素工具钢合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入Cr、Mo、W等合金元素，提高了材料的淬透性、韧性和耐热性。与碳素工具钢相比，合金工具钢刀具的性能显著提升，适用于更广泛的零件加工和更高的切削速度。合金工具钢高速钢通过加入大量W、Mo、Cr、V等合金元素，使其在600℃以下保持高硬度，适合高切削速度加工。其优越的热硬性和耐磨性使其成为加工常规材料工件的首选，具有显著的经济优势。高速钢碳素工具钢含碳量在0.65%至1.3%之间，通过淬火和低温回火后获得高硬度和耐磨性。尽管其热硬性较差，但因其价格低廉和良好的加工工艺性能，适用于切削速度较低的加工任务。

硬质合金硬质合金的组成与制造硬质合金由金属碳化物和金属粘接剂高压成形后高温烧结而成，其硬度可达86HRA至93HRA，热硬性高达900至1000℃，耐磨性极佳。硬质合金的种类及应用硬质合金主要分为钨钴类、钨钛钴类和通用硬质合金，分别适用于加工铸铁、钢材等不同材料，具有高切削速度和长刀具寿命的优点。硬质合金的缺点与改进尽管硬质合金具有高硬度和耐磨性，但其脆性大且价格较高，通常通过制成刀片并采用焊接或机夹方式与刀体连接来克服这些缺点。

陶瓷陶瓷刀具的硬度与耐磨性陶瓷刀具以其高硬度和出色的耐磨性著称，常温下硬度可达91～95HRA，远超硬质合金，使其在高速切削和难加工材料方面表现卓越。陶瓷刀具的耐热性陶瓷刀具的脆性问题陶瓷刀具具有极高的耐热性，即使在1200℃的高温下仍能保持80