在金属切削的过程中,刀具直接参与切削,在很大的切削力和很高的温度下进行工作,并且切削和工件都会产生剧烈的摩擦,工作条件十分恶劣。为了让刀具具有良好的切削能力,必须要选用合适的材料以及合理的角度和适当的结构。刀具材料是刀具切削能力的重要基础,它对加工质量、生产率和加工成本影响很大。
刀具材料所具备的性能有哪些?
刀具的工作条件比较特殊,需要在强力、高温和剧烈的摩擦下进行工作,同时还需要最大程度的承受冲击和振动,因此刀具材料需要满足以下几方面的要求:
1、硬度要高:刀具材料的硬度必须要高于工件的硬度,以便切入工件。在常温下,刀具材料的硬度应该保持在60HRC以上。
2、强度和韧性要足够:因为刀具在工作中需要承受切削力和切削时产生的振动,所以要具备足够的强度和韧性,这样才能有效防止脆性断裂和蹦刃。
3、耐磨性高:抵抗磨损的能力要强。
4、耐热性高:刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性以及耐磨性等性能。
5、工艺性:为了让刀具本身制造更加便捷,刀具的材料还需要具有工艺性能,例如切削性能、磨削性能、焊接性讷讷个以及热处理性能等等。
常用的刀具材料有哪些?
在加工生产中,常用的刀具材料主要有:碳素工具钢、合金工具钢、告诉钢以及硬质合金等等。
1、碳素工具钢与合金工具钢:碳素工具钢是一种优质钢,其含碳量很高。碳素钢在进行淬火后会具有较高的硬度,而且价格也不贵。但是这种材料也有缺点,其耐热性较差,如果温度达到了200度时,就会失去原有的硬度,而且在淬火的时候很容易产生变形和裂纹。
合金工具钢相比于碳素工具钢的耐热性就会好一些,在碳素工具钢中加入少量的Cr、Mn、Si等等合金,形成刀具材料,正式因为这些元素的加入,在进行热处理的时候变形会减小,而且耐热性也有所提高。
这两种材料都是由于其耐热性比较差,所以会用于制造一些形状简单的低俗切削刀具。
2、高速钢:这种钢含有较多的Cr、V合金元素。与碳素工具钢和合金工具钢相比,高速钢具有较高的耐热性,如果温度达到600度时,它仍然可以保持正常的切削,而且切削速度是碳素工具钢的5倍到6倍,而且它的强度、韧性和工艺性都十分良好,被十分广泛的应用于制造总数切削以及形状复杂的刀具。
3、硬质合金:它是以高硬度、高熔点的金属碳化物为基体,以金属Co、Ni为粘结剂,用粉末冶金方法制成的合金。这种材料硬度高,耐磨和耐热性好,许用切削速度是高速钢的6倍,但是强度和韧性比高速钢要低,工艺性也较差,因此硬质合金常用于制造形状简单的告诉切削刀片。