在进行车削加工过程中,工件与刀具和切屑的接触区里发生着强烈的摩擦,刀具的磨损是不可避免的,所以磨损也成为正常钝化。崩刃打刀,是由于刀具的设计、制造或者使用不当造成的,这是非正常钝化。非正常钝化使刀具切削性能过早丧失,必须尽可能地加以避免。
切削加工中,磨损的形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损、刀尖磨损、边界磨损等等。
刀具磨损的原因有哪些呢?
1、机械擦伤磨损
这是由于工件材料或切屑底层的硬质点,例如工件材料中的金属碳化物、积屑瘤碎片及由刀具上摩擦下来的微粒等在刀具表面摩擦科划,逐渐擦掉刀具表面材料而造成的磨损。
机械擦伤磨损在各种切削速度下都存在。但在低速切削时,这是刀具磨损的主要原因。工件中的应质点较多,工件材料硬度与刀具硬度比越高,机械擦伤磨损就会越严重。
2、粘接磨损
在切削温度稍高的情况下,刀具前、后刀面上的一些突出点在相对运动中,会与工件和切屑发生粘接,逐渐地被工件或切屑剪切、撕裂而带走,这就是粘接磨损。
刀具材料与工件材料的化学亲和愈大,刀具材料的性质愈脆,材质愈不均匀,粘接磨损就愈严重。通常,硬质合金刀具在产生积屑瘤的切削速度范围内,最易产生这种磨损。
3、相变磨损
各种工具钢的刀具在一定的切削温度下,刀具表面层的金相组织会由回火马氏体转变为贝氏体,拖氏体或者索氏体,其硬度大为下降,从而加速了刀具的磨损。通常,高速钢刀具在切削温度超多550度到620度的时候,就会发生相变磨损。
4、扩散磨损
在用硬质合金刀具告诉切削时,切削温度可以达到800度以上,这个时候的硬质合金中的Co、C、W、Ti等原子会扩散森头到切屑和工件总去;而工件材料中的铁原子也会扩散到刀具表层来,使刀具材料的金属结构发生变化,硬度、强度下降,促使刀具迅速磨损。
切削温度愈高,扩散速度愈快,刀具磨损也愈迅速,Ti的扩散速度比C、Co、W等原子慢,所以YT类合金会比YG类的耐磨性好;涂层硬质合金表面沉积有TiC和TiN等较难扩散的材料,故比一般硬质合金的耐磨性更好。
5、氧化磨损
当切削温度超过700度之后,空气中的氧会与硬质合金中的化学元素发生化学反应,在刀具表面形成疏松而脆弱的氧化物。当这些氧化物被机械作用擦去后,刀具将被腐蚀磨损,而在刀具表面留下凹坑。
通常硬质合金刀具在较高的切削速度下,以脚大的背迟到量及进给量切削钢材时,副后刀面最容易发生氧化磨损。