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  • 常用的铣刀材料有哪些?

    类别:工业技术       2019-11-04 | 380阅读       标签:

    目前,生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢(如TlOA、T12A)、工具钢(如9SiCr、CrWMn)因耐热性差,仅用于一此手工或切削速度较低的刀具。

    高速钢

    高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性,判温度达500~650 摄氏度时仍能进行切削;有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性。适合于各类刀内要求,其制造工艺简单,容易磨成锋利的切削刃,可锻造,这对一些形状复杂的刀具,如钻成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要,是制造这类刀具的主要材料。

    高速钢按用途分有通用型高速钢和高性能高速钢。按制造工艺不同分有熔炼高速钢和粉台金高速钢。

    1.通用型高速钢

    1)钨钢

    典型牌号为W18Cr4V(简称W18),含W18%、Cr4%、v1%。有较好的综合性能,在600 C向高温硬度为HRC48.5,可以制造各种复杂刀具。优点是淬火时过热倾向小;含钒量较少,旧工性好;碳化物含量较高,塑性变形抗力较大。缺点是碳化物分布不均匀,影响薄刃刀具或小截面刀具的耐用度;强度和韧性显得不够;热塑性差,很难用热成形方法制造刀具(如热轧钻头)。钨钢铣刀是使用最常用到的铣刀

    2)钨钼钢

    将钨钢中的一部分钨以钼代替而得。典型牌号为W6M05Cr4V2(简称M2),含W6%、M05%、Cr4%、V2%;碳化物分布细/J均匀,具有良好的机械性能,抗弯强度比W18高io%~is%,韧性高50%~60%;可做尺寸较大、承受冲击力较大的刀具;热塑性特别好,更适用于制造热轧钻头等;磨加工性也好。目前,国广为应用。

    高速钢铣刀

    2.高性能高速钢

    是在通用型高速钢的基础上再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等合金元素。按其热性,又称高热稳定性高速钢。在630~650 C时仍可保持HRC60的硬度,具有更好的切削。能,耐用度较通用型高速钢高1.3~3倍,适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加材料。

    典型牌号有高碳高速钢9W18Cr4V、高钢高速钢W6M05Cr4V4、钴高速W6M05Cr4V2C08、超硬高速钢W2M09Cr4VC08等。制造高速刚铣刀必备材料

    3.粉末冶金高速钢

    用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水,直接得到细小的高速钢粉末,高温下压制致密的钢坯,然后锻轧成钢材或刀具形状。有效地解决了一般熔炼高速钢在铸锭时要产生的大碳化物共I3H偏析,得到细小均匀的结晶组织,因而有良好的机械性能,强度和韧性分别是炼高速钢的2倍和2.5~3倍;磨加工性好;物理机械性能高度各向同性,淬火变形小;碳化颗粒均匀分布的表面较大,不易从切削刃上剥落,耐磨性提高20%~30%。适合于制造切削加工材料的刀具、大尺寸刀具(如滚刀、插齿刀)、精密刀具、磨加工量大的复杂刀具,高压动荷下使用的刀具等。

    但目前它的造价还较贵。

    硬质合金

    由难熔金属碳化物(如WC、TiC)和金属粘结剂(如Co)经粉末冶金法制成。

    因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物,其硬度、耐磨性、热性都很高。HRA89~93,在800 --1000(、还能承担切削,耐用度较高速钢高几十倍,当耐用相同时,切削速度可提高4~10倍。

     惟抗弯强度较高速钢低,仅为0. 9~1. 5GPa (90~l50kgf/mm2)、冲击韧性差,切削时不承受大的振动和冲击负荷。

    碳化物含量较高时,硬度高,但抗弯强度低;粘结剂含量较高时,抗弯强度高,但硬度低。

    硬质合金以其切削性能优良被广泛用作刀具材料(约占so%),如大多数的车刀、端铣以至深孔钻、铰刀、拉刀、齿轮刀具等。它还可用于加工高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬料。

    ISO将切削用的硬质合金分三类:

    1.YG (K)类,即WC-Co类硬质合金:由WC和Co组成,牌号有YG6、YG8、YG3YG6X,含Co量分别为6%、8%、3%、6%,硬度为HRA89~91.5,抗弯强度为1.1~1.SG( ll0~l50kgf/mm2)。有粗晶粒、中晶粒、细晶粒、超细晶粒之分,一般(如YG6、YG8)为中粒,细晶粒(如YG3X、YG6X)在含钴量相同时比中晶粒的硬度、耐磨性要高些,但抗弯强度、韧性则低些。

    此类合金韧性、磨削性、导热性较好,较适于加工产生崩碎切屑、有冲击性切削力作用在口附近的脆性材料,如铸铁、有色金属及其合金以及导热系数低的不锈钢和对刃口韧性要求(如端铣)的钢料等。

      2.YT(P)类,即WC-TiC-Co类硬质合金:硬质合金除WC外,还含有5%~30%的TiC,号有YT5,YT14、YT15、YT390,TiC的含量分别为5%、14%、15%、30%;相应的钴含量为5%、8%、6%、4%,硬度为HRA89.5~92.5,抗弯强度为0.9~1. 4GPa(90~l40kgf/mm2),钴含量提高、Co含量降低,硬度和耐磨性提高,抗弯强度,特别是冲击韧性显著降低。

    此类合金有较高的硬度和耐磨性、抗粘结扩散能力和抗氧化能力好;但抗弯强度、磨削性导热系数下降,低温脆性大、韧性差。适于高速切削钢料。

    含钻量增加,抗弯强度和冲击韧性提高,适于粗加工;含钴量减少,硬度、耐磨性及耐热性加,适于精加工。

    但应注意,此类合金不宜用于加工不锈钢和钛合金,因YT中的钛元素和工件中的钛元素间的亲合力会产生严重粘刀现象,在切削高温、摩擦系数大的情况下会加剧刀具磨损。

    3.YW(M)类,即WC-TiC-TaC类硬质合金:在YT类中加入TaC (NbC)可提高其抗弯度、疲劳强度、冲击韧性、高温硬度和强度、抗氧化能力、耐磨性等。它们既可用于加工铸铁,可加工钢。因而又有通用硬质合金之称。

    以上三类的主要成分均为WC,所以又称WC基硬质合金。

    尚有以TiC为主要成分的TiC基硬质合金,即TiC-Ni-Mo合金。因TiC在所有碳化物中度最高,所以此类合金硬度很高,达HRA90~94,有较高的耐磨性、抗月芽洼磨损能力、耐热、抗氧化能力,以及化学稳定性好、与工件材料的亲合力小、摩擦系数小、抗粘结能力强,刀具用度比WC提高好几倍,可加工钢,也可加工铸铁。牌号YN 1 0与YT30相比,硬度较接近,接性及刃磨性均较好,基本可代替YT30使用。唯抗弯强度还赶不上WC,当前主要用于精工及半精加工。因其抗抗塑性变形、抗崩韧性差,所以不适于重切削及断续切削。


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