具有不同物理性能的刀具,如,高導熱和低熔點的高速鋼、高熔點和低熱脹的ceramic刀具、高導熱和低熱脹的金剛石刀具等,所適合加工的工件材料有所不同。加工導熱性差的工件時,應采用導熱較好的刀具材料,以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由于導熱系數及熱擴散率高,切削熱容易散出,不會產生很大的熱變形,這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。
① 各種刀具材料的耐熱溫度:金剛石刀具為700~8000C、PCBN刀具為13000~15000C、ceramic刀具為1100~12000C、TiC(N)基硬質合金為900~11000C、WC基超細晶粒硬質合金為800~9000C、HSS為600~7000C。
② 各種刀具材料的導熱系數順序:PCD>PCBN>WC基硬質合金>TiC(N)基硬質合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。
③ 各種刀具材料的熱脹系數大小順序為:HSS>WC基硬質合金>TiC(N)> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。
④ 各種刀具材料的抗熱震性大小順序為:HSS>WC基硬質合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質合金>A1203基陶瓷。
通用型高速鋼。一般可分鎢鋼、鎢鉬鋼兩類。這類高速鋼含加(C)為0.7%~0.9%。按鋼中含鎢量的不同,刀具哪家好,可分為含W為12%或18%的鎢鋼,含W為6%或8%的鎢鉬系鋼,含W為2%或不含W的鉬鋼。通用型高速鋼具有一定的硬度(63-66HRC)和耐磨性、高的強度和韌性、良好的塑性和加工工藝性,因此廣泛用于制造各種復雜刀具。
① 鎢鋼:通用型高速鋼鎢鋼的典型牌號為W18Cr4V,麗水機械刀具,(簡稱W18),具有較好的綜合性能,在6000C 時的高溫硬度為48.5HRC,可用于制造各種復雜刀具。它有可磨削性好、脫碳敏感性小等優點,但由于碳化物含量較高,分布較不均勻,顆粒較大,機械刀具在哪兒買,強度和韌性不高。
② 鎢鉬鋼:是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速鋼。鎢鉬鋼的典型牌號是W6Mo5Cr4V2,(簡稱M2)。M2的碳化物顆粒細小均勻,強度、韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。另一種鎢鉬鋼為W9Mo3Cr4V(簡稱W9),其熱穩定性略高于M2鋼,抗彎強度和韌性都比W6M05Cr4V2好,具有良好的可加工性能。
立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石,但卻遠遠高于其他高硬度材料。CBN的突出優點是熱穩定性比金剛石高得多,可達1200℃以上(金剛石為700~800℃),另一個突出優點是化學惰性大,刀具價格,與鐵元素在1200~1300℃下也不起化學反應。立方氮化硼的主要性能特點如下。
① 高的硬度和耐磨性:CBN晶體結構與金剛石相似,具有與金剛石相近的硬度和強度。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料,能獲得較好的工件表面質量。② 具有很高的熱穩定性:CBN的耐熱性可達1400~1500℃,比金剛石的耐熱性(700~800℃)幾乎高l倍。PCBN刀具可用比硬質合金刀具高3~5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。③ 優良的化學穩定性:與鐵系材料到1200—1300℃時也不起化學作用,不會像金剛石那樣急劇磨損,這時它仍能保持硬質合金的硬度;PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵,可廣泛應用于鑄鐵的高速切削。④ 具有較好的熱導性:CBN的熱導性雖然趕不上金剛石,但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次于金剛石,大大高于高速鋼和硬質合金。⑤ 具有較低的摩擦系數:低的摩擦系數可導致切削時切削力減小,切削溫度降低,加工表面質量提高。
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