硬质合金刀具-昂迈工具-硬质合金刀具制造

车刀材料的选择

刀杆两部分组成，刀杆一般是用碳素结构钢制成。由于刀头担任切削作业，因此刀头资料有---具有下列---功能：

      1）冷硬性。车刀在常温时具有较高的硬度，即车刀的耐磨性。

      2）红硬性。车刀在高温下保持切削所需的硬度，该温度的蕞高值称为红热硬度。

      3）耐性。车刀切削部分接受轰动和冲击负荷所具有的强度和硬度。

      车刀资料的以上三种功能是彼此联络、彼此制约的，在具体选用时，要根据工件资料的功能和切削要求分析选用，同时还要结合车刀资料在价格、工艺功能方面加以考虑，以便于以较低的本钱加工、刃磨和焊接制作车刀。

      目前用来作车刀切削部分的资料主要有高速钢、硬质合金和非金属资料，碳素东西钢、合金东西钢多用作钻头、丝锥等东西，用作车刀的较少。现别离介绍作车刀刀头的两种主要资料：高速钢及硬质合金。

一、高速钢

      高速钢是一种含钨、铬、钒较多的合金钢，又叫锋钢、风钢或白钢。常用的有wl8cr4v及w9cr4v2两种牌号。其间用得多的是wl8cr4v高速钢。它们的化学成分如表4-2所示。

      高速钢资料分为带黑皮的高速钢和表面磨光的高速钢两种。前者是未经热处理的高速钢，后者是经热处理的高速钢。高速钢硬度较高，具有必定的红热硬性，耐性和加工功能均较好。高速钢车刀制作简略，刃磨方便，容易磨得锋利。由于高速钢耐性好，常用于加工一些冲击性较大、形状不规则的零件，它也常用于制作精车刀，但因红硬性不如硬质合金，故不宜用于高速切削。

二、硬质合金

      硬质合金是由难熔资料的碳化钨、碳化铁和钴的粉末在高压下成形，经l350～1560（2高温烧结而成的资料，具有---的硬度，仅次于陶瓷和金刚石。硬质合金的红硬性---，在1000℃左右仍能保持杰出切削功能；具有较高的运用强度，其抗弯强度可---1000--1700mpa，但脆性大、耐性差、怕震，以上这些缺点可通过刃磨合理的角度加以克服，因此，硬质合金现已被广泛应用。

1.概述

   通常，人们把含铬量＞12%或含镍量＞8%的合金钢称为不锈钢。这种钢在---中或在腐蚀性介质中具有一定的耐腐蚀能力，并在较高温度（＞450℃）下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢，称为耐酸钢或耐酸不锈钢，通称为不锈钢。

    含铬量达12%以上的钢在与氧化性介质接触时，由于电化学作用，表面形成一层富铬氧化膜，可保护金属内部不受腐蚀。但在非氧化性腐蚀介质中，硬质合金刀具，不能形成坚固的钝化膜。为提高钢的耐腐蚀能力，通常选择增大铬的比例或添加可促进钝化的合金元素，如添加ni、mo、mn、cu、nb、ti、w和co等。这些合金元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力，同时改变了钢的内部组织和物理力学性能。其在钢中的含量不同，对不锈钢性能产生的影响不同，有的有磁性，有的则无磁性，有的能够进行热处理，有的则不能进行热处理。

    不锈钢被越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑以及食品机械行业中。其所含的合金元素对切削加工性能影响较大，文中主要对不锈钢的切削加工进行了分析。

    2.不锈钢的分类及性能

    （1）按不锈钢主要成分，分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。

    （2）按不锈钢金相组织分类：马氏体不锈钢。其含铬量为12%～18%，含碳量为0.1%～0.5%（有时达1%）。其硬度为170～217hbw，抗拉强度σb为540～1 079mpa，伸长率δ为10%～25%，热导率к为25.12w/（m·k）。常见的牌号有1cr13、2cr13、3cr13、4cr13、1cr17ni2、9cr18、9cr18mov和30cr13mo等。马氏体不锈钢通过淬火，可获得较高的硬度、强度和耐磨性。然而，当钢中含碳量低于0.3%时，组织不均匀，粘附性强，切削时易产生积屑瘤，且断屑困难，切削加工性较差。当含碳量达0.4%～0.5%时，切削加工性较好。铁素体不锈钢。其含铬量为12%～13%。硬度为177～228hbw，抗拉强度σb为363～451mpa，伸长率δ为20%～22%，热导率к为16.7w/（m·k）。加热冷却时组织稳定，不发生相变，所以不能进行热处理强化，硬质合金刀具参数，只能靠变形强化，切削加工性相对较好。常见的牌号有0cr13、0cr17ti、0cr13si4nbre、1cr17、1cr17ti、1cr17mo2ti、1cr28以及1cr25ti等。奥氏体不锈钢。其含铬量为12%～25%，含镍量为7%～20%（或20%以上）。硬度为187～207hbw，抗拉强度σb为481～520mpa，伸长率δ为40%，热导率к为16.33w/（m·k）。典型牌号有1cr18ni9ti，其他还有00cr18ni10、0cr18ni12mo2ti、0cr18ni18mo2cu2ti、1cr14mn14ni、2cr13mn9ni4以及1cr18mn8ni5n等。由于奥氏体不锈钢含有较多的镍或锰，加热时组织不变，故淬火不能使其强化，可通过冷加工硬化来大幅度提高强度和硬度，其硬化程度为基体硬度的1.4～2.2倍，给下一次切削带来很大困难。其具有优良的力学性能和---的耐腐蚀能力，无磁性。奥氏体-铁素体双相不锈钢。与奥氏体不锈钢相似，仅在组织中含有一定量铁素体，常见牌号有0cr21ni5ti、1cr21ni5ti、1cr18mn10ni5mo3n、0cr17mn13mo2n、1cr17mn9ni3mo3cu2n、cr26ni17mo3cusin以及1cr18ni11si4alti等。这类不锈钢有硬度---的金属间化合物析出，强度比奥氏体不锈钢高，切削加工性能比奥氏体不锈钢更差。其硬度＜277hbw，抗拉强度σb为589～736mpa，伸长率δ为18%～30%。沉淀硬化不锈钢。这类不锈钢因含有较高的铬、镍和极低的碳，还含有能起沉淀硬化作用的、铝、钛和钼等合金元素，其在回火时析出，产生沉淀硬化，具有---的硬度和强度。其硬度为363～388hbw，抗拉强度σb为1 138～1  324mpa，伸长率δ为5%～10%，这类钢具有---的耐腐蚀性能。常见牌号有0cr17ni4cu4nb、0cr17ni7al和0cr15ni7mo2al等。

   3.不锈钢的切削特点

   不锈钢的切削加工性能比45钢差。若以45钢的相对切削加工性kr为1，则奥氏体不锈钢的相对切削加工性kr为0.4，铁素体不锈钢的kr为0.48，马氏体不锈钢的kr为0.55。其中以奥氏体和奥氏体-铁素体双相不锈钢的切削加工性差，给切削加工带来很大困难，其特点如下：

    （1）切削加工硬化---。以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现象为---，硬化层的硬度比基体硬度高1.4～2.2倍，其抗拉强度σb为1 470～1 960mpa。这类不锈钢塑性大（δ＞35%），塑性变形时晶格扭曲，故强化系数大，且奥氏体不稳定，在切削力作用下，部分奥氏体转变为马氏体。

   （2）切削力大。不锈钢的高温强度和硬度高且韧性大，故在切削时所消耗的能量大，即切削抗力大。以奥氏体不锈钢为例，硬质合金刀具优点，在切削过程中温度---700℃时，其综合力学---于一般结构钢。加之其在切削过程中的塑性变形大、硬化现象---，增大了切削力，所以不锈钢的单位切削力为45钢单位切削力的1.25倍。

   （3）切削温度高。由于不锈钢在切削时的塑性变形大，切屑与刀具间的摩擦大，加之其热导率仅为45钢热导率的1/3～1/4，散热条件差，大量切削热集中在切削区，在相同切削条件下，切削温度比切削45钢时高200℃。