常用刀具材料及选用
常用刀具材料
常用刀具材料常用刀具材料常用刀具材料分为:工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢),硬质合金,超硬刀具材料(包括陶瓷,金刚石及立方氮化硼(CBN)等)1.、工具钢用于制造刀具的材料具有高强度、高硬度、高耐磨性、高热硬性、足够的塑性和韧性的性能要求。
(1)碳素工具钢碳素工具钢,简称碳工钢,碳的质量分数一般为0.65%~1.3%,属高碳钢。
常用的碳素工具钢有T7A、T8A、T10A、T12A等。
(2)合金工具钢合金工具钢包括低合金、中合金、高合金工具钢。
碳的质量分数一般为0.9%~1.1%,通常加入合金元素有Cr、Mn、Si、W、V等,钢中合金元素总的质量分数为4%~5%者称为低合金;5%~10%者称为中合金;大于10%者称为高合金,常用的合金工具钢有9SiCr、9Mn2V、CrWMn等,工作温度不超过300℃。
(3)高速钢高速钢是主要用于制作高速切削金属的刀具的高碳高合金莱氏体工具钢。
是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的,碳的质量分数一般为0.7%~1.5%,加入质量分数约为4%的Cr,此时的钢具有很好的切削加工性能,因此又称为锋钢。
钢中加入W、Mo等能保证高的热硬性,加入V可提高耐磨性。
高速钢的工艺性能好,强度和韧性配合好,主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具,也可制造高温轴承和冷挤压模具等。
除用熔炼方法生产的高速钢外,20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢,它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
高速钢按其性能分成两大类:普通高速钢和高性能高速钢。
2、硬质合金硬质合金属于粉末冶金材料,即由难熔金属硬质化合物(硬质相)和金属粘结剂(粘结相)经粉末冶金方法制成的。
通常使用的硬质合金主要以碳化物作为硬质相,以钴作为粘结相通过高温烧结而成。
在常温下硬质合金硬度可达86~96HRA(相当于69~81HRC);热硬性可达1000℃以上;抗压强度可达6000MPa,但抗弯强度、冲击韧性较低;还具有良好的耐蚀性与抗氧化性。
刀具材料及选用
刀具材料应具有的基本性能
1)硬度-----最基本特性 高硬高温高压下保持几何形状。 最差的碳素工具钢62HRC以上
高速钢63~67 HRC 、硬质合金更硬
2)足够的强度、韧性------承受切削力和抗冲击力 强度用刀具材料的抗弯强度σbb表示,韧性αk。
3)耐磨性和耐热性-----抗磨损、高温下保持高硬度
DX25,UM20,DTU DX3,DTU,UMS
UM40 KG03
KG10,KT9,CR1 KT9,CR1,KG20
KG30,LF12
SIF S10M S25M S35M S60M S10M H15,S25
M HX,S35M
S60M
H15,890 883,HX
ISO分类
P10
P 类
P20 P30
刀具材料选用
高速钢刀具----韧性好,一般做成整体式,数控常用。 主要特征有:淬火温度极高(1200℃)而淬透性极好,使刀具
整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象,甚至比淬 火硬度更高且耐回火软化性较高,在600℃仍能保持较高的硬 度,较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金韧度高,但压延 性较差,热加工困难,耐热冲击较弱。
抗弯 强度
1300 1500 1750 1950 2200
抗压 强度
4600 1800 5000 4900 4000
W12MO3Cr4V3CO5Si 、 W6MO5Cr4V2Al 粉末冶金高速钢
刀具材料选用
硬质合金刀具:韧性差,抗弯强度低,很少做成整体式, 一般为镶焊或制成刀片形式。
K类(YG)WC+CO 用于短切屑黑色、有色金属、 非金属脆性材料加工, 如铸铁、青铜等。
P类(YT) WC+TiC 用于塑性好的长切屑黑色金属 加工。
刀具的种类及适用材料
刀具的种类及适用材料刀具是人类使用最早的工具之一,用来切割、砍、削、割等各种工作。
随着人类文明的发展,刀具的种类及适用材料也不断发展和改进。
以下是对刀具种类及适用材料的详细介绍。
1.刀具的种类:a.通用刀:通用刀主要用于一般的日常切割工作,如厨房刀、水果刀等。
b.厨房刀:厨房刀主要用于切割食材,包括菜刀、剁刀、切菜刀、刮刀等。
c.空气刀:空气刀主要用于清洁、干燥、吹灰等工作,利用高速气流产生冲击和切割效果。
d.花艺刀:花艺刀主要用于修剪鲜花和植物,帮助创造出美丽的花型。
e.果蔬削皮刀:果蔬削皮刀主要用于削去水果和蔬菜的皮,保留其原汁原味。
f.特殊工具刀:特殊工具刀包括电工刀、木工刀、石工刀、军刀等,用于特定行业和工作。
g.生存刀:生存刀主要用于野外生存、徒步旅行等户外活动,具备一定的自卫和生存功能。
2.刀具的适用材料:a.不锈钢刀:不锈钢刀是最常见和普及的刀具材料,它具有耐腐蚀、不易生锈的特点,适用于各种切割工作。
b.高碳钢刀:高碳钢刀具通常具有更高的硬度和耐磨性,适合于需要经常切割和使用的场合。
c.陶瓷刀:陶瓷刀的硬度非常高,在切割时能够保持更久的锋利度,但也更加脆弱,不适合用于切割硬质食材。
d.钛合金刀:钛合金刀具具有优异的耐腐蚀性和抗磨损性能,适用于一些特殊环境和工作。
e.铸铁刀:铸铁刀具通常用于砍伐和割草工作,具有较高的耐用性和强度。
f.大碳素钢刀:大碳素钢刀具具有更高的硬度和强度,适用于一些重型工作,如分切、切割大规模材料等。
g.合金钢刀:合金钢刀具由铁、碳、铬、钼等元素组成,具有更高的耐磨性和强度,适用于高强度的切割工作。
刀具的种类和适用材料各有特点,根据实际需求选择适合的刀具和材料是非常重要的。
不同的工作场合和需求会对刀具的选择提出不同的要求,因此,了解不同种类和适用材料的刀具能够更好地满足实际需求,提高工作效率和质量。
目前常用的切削刀具的材料
目前常用的切削刀具的材料
切削刀具是机械加工中不可或缺的一种工具,广泛应用于机床加工、模具加工、数控
加工等领域。
根据不同的工件材料和加工工艺,切削刀具的材料也存在多种选择。
目前常
用的切削刀具的材料有以下几种。
1.高速钢
高速钢是一种高合金的不锈钢,主要组成成分为碳素、钨、钒、铬、锰等元素。
由于
高速钢具有良好的热稳定性和耐磨性,因此被广泛应用于各种机械加工领域,如车削、铣削、钻削、刨削等。
高速钢刀具的优点是成本低、加工效率高,但脆性大,容易发生断裂。
2.硬质合金
硬质合金是由钨、钴、铁等金属粉末按一定比例混合,经加压、烧结而成。
硬质合金
具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和抗腐蚀等特点,因此被广泛应用于切削领域。
硬质
合金刀具的优点是硬度高、耐磨性好,但成本较高。
3.陶瓷
陶瓷刀具是指由氧化铝、氮化硅等陶瓷材料制成的刀具。
陶瓷刀具具有高硬度、高耐
磨性、耐高温等特点,被广泛应用于高硬度材料如铸铁、钢铁等的加工中。
陶瓷刀具的优
点是切削自锐性好、耐磨性强、耐高温,但成本高,易破碎。
4.CBN
5.PCD
PCD是聚晶金刚石的简称,由人造金刚石微晶粉末,与金属粉末经高温高压处理而成。
PCD刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的导热性和稳定性等特点,在加工铸铁、铝合金、
钛合金等材料中效果较好。
PCD刀具的优点是硬度高、耐磨性好,但成本较高。
总之,随着工艺的不断发展,切削刀具的材料也不断有新的材料涌现,未来的切削刀
具将更加科技化和高效化。
机床常用车刀材料的种类和用途
机床常用车刀材料的种类和用途按材料分:锋钢刀(碳素合金工具钢刀)、合金刀、陶瓷刀、氮化硼刀等。
按结构形式分:锻打刀、焊接刀、机夹刀。
按用途分:外圆刀、内圆刀、螺纹刀、切刀、左右偏刀、圆弧刀等。
1、高速钢高速钢是指含较多钨、铬、铝等合金元素的高台金工具钢,俗称锋钢或白钢。
机床其特点是:制造简单;有较高的硬度(63~66HRC),耐磨性和耐热性(约600—660口c);有足够的强度和韧性;有较好的工艺性;能承受较大的冲击力;可制造形状复杂的刀具,如特种车刀、铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等;但不能用于高速切削。
常用高速钢的牌号与性能。
高速钢淬火后的硬度为HRC63~67,其红硬温度550℃~600℃,允许的切削速度为25~30m/min。
高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性,可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工,有良好的磨削性能,刃磨质量较高,故多用来制造形状复杂的刀具,如钻头、铰刀、铣刀等,亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。
常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2、硬质合金(1)钨钴类硬质合金它的代号是YG,由co和wc组成。
常用牌机床抗弯强脯不怕冲击,但是硬度和耐热.其特点是:韧性好,抗弯强度高,不怕冲击,但是硬度和耐热性较低。
适用于加工铸铁、青铜等脆性材料.常用牌号有YG3、YG6、YG8等,后面的数字表示含钴量的百分比,含钴量愈高,其承受冲击的性能就愈好。
因此,YG8常用于粗加工,YG6和YG3常用于半精加工和精加工。
(2)钨钻钛类硬质合金它的代号是YT,由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。
常用牌号是YTl5、Y130等.其特点是:硬度为89~93HRA,耐热温度为800~1000℃;耐磨性、抗氧化性较高;但抗弯强度、冲击韧度较低。
适用于加工碳钢、台金钢等到塑性材料。
加入碳化钛可以增加合金的耐磨性,可以提高合金与塑性材料的粘结温度,减少刀具磨损,也可以提高硬度;但韧性差,更脆、承受冲击的性能也较差,一般用来加工塑性材料。
常用刀具材料分类特点及应用
常用刀具材料分类特点及应用刀具是人类使用最早的工具之一,几千年来刀具的材料不断进步和发展。
根据刀具材料的不同特点和用途,可以将常用刀具材料进行分类。
一、金属刀具材料1.碳钢碳钢是最早被使用的刀具材料之一,由铁和碳组成。
碳钢具有优异的切削性能和耐磨性,适用于加工低硬度的材料。
缺点是耐腐蚀性较差,容易生锈。
应用:常用于制作农具、切削工具等。
2.高速钢高速钢是以碳钢为基础,添加了大量的钼、钴、钛等元素的合金刀具材料。
高速钢具有优异的切削性能和热稳定性,能够在高温条件下保持较好的硬度和切削性能。
应用:广泛应用于金属切削、冲压、铸造等工艺中。
3.高碳高铬不锈钢高碳高铬不锈钢具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,适用于加工较硬的材料,同时还具有不锈、耐高温等优点。
应用:常用于模具制造、医疗器械等领域。
4.硬质合金硬质合金是一种由金属碳化物、金属结合相和金属氧化物等组成的刀具材料。
硬质合金具有极高的硬度和耐磨性,能够在高速切削和重切削条件下保持较好的切削性能。
然而,硬质合金的脆性较大,容易断裂。
应用:广泛应用于模具制造、车削刀具、铣削刀具等领域。
二、非金属刀具材料1.陶瓷陶瓷刀具由氧化锆、碳化硅等陶瓷材料制成。
陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性,能够在高温、高速等恶劣条件下保持较好的切削性能。
然而,陶瓷刀具的韧性较差,容易断裂。
应用:广泛应用于切割纸张、塑料、蔬菜水果等食品处理领域。
2.人造金刚石人造金刚石是由高温高压合成的人工刀具材料。
人造金刚石具有极高的硬度和耐磨性,能够在高温、高压等恶劣条件下保持较好的切削性能。
然而,人造金刚石的碳溶解性较低,容易在高温下发生碳化,使刀具表面粗糙。
应用:广泛应用于宝石加工、玻璃切割等领域。
3.陶瓷涂层陶瓷涂层是一种将陶瓷材料均匀涂覆在金属刀具表面的一种技术。
陶瓷涂层可以提高金属刀具的硬度和耐磨性,使刀具具有较好的切削性能和耐腐蚀性。
应用:广泛应用于汽车零部件加工、航空航天等领域。
以上是常用刀具材料的分类、特点及应用。
各材料常用刀具转速进给参数对照表
各材料常用刀具转速进给参数对照表在机械加工领域,刀具的转速和进给参数对于加工质量、效率和成本都有着至关重要的影响。
不同的材料具有不同的物理和机械性能,因此需要根据材料的特性来选择合适的刀具转速和进给参数。
下面是一份常见材料的刀具转速进给参数对照表,希望能为您的加工工作提供一些参考。
一、铝合金铝合金是一种广泛应用于航空航天、汽车制造和电子工业等领域的轻质材料。
由于其良好的导热性和较低的强度,加工时需要较高的转速和较快的进给速度。
1、粗加工刀具:硬质合金立铣刀转速:3000 5000 rpm进给速度:800 1500 mm/min切削深度:2 5 mm切削宽度:刀具直径的 70% 80%2、半精加工刀具:硬质合金立铣刀转速:5000 8000 rpm进给速度:500 1000 mm/min切削深度:05 15 mm切削宽度:刀具直径的 50% 60%3、精加工刀具:硬质合金球头铣刀转速:8000 12000 rpm进给速度:200 500 mm/min切削深度:01 03 mm切削宽度:刀具半径的 20% 30%二、钢材钢材是机械加工中最常见的材料之一,其种类繁多,性能各异。
以下是常见钢材的加工参数。
1、低碳钢粗加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:1500 2500 rpm进给速度:300 600 mm/min切削深度:3 6 mm切削宽度:刀具直径的 60% 70%半精加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:2500 4000 rpm进给速度:200 400 mm/min切削深度:1 2 mm切削宽度:刀具直径的 40% 50%精加工刀具:硬质合金涂层球头铣刀转速:4000 6000 rpm进给速度:100 200 mm/min切削深度:01 02 mm切削宽度:刀具半径的 15% 20% 2、中碳钢粗加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:1000 1800 rpm进给速度:200 400 mm/min切削深度:2 4 mm切削宽度:刀具直径的 50% 60%半精加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:1800 3000 rpm进给速度:150 300 mm/min切削深度:05 10 mm切削宽度:刀具直径的 30% 40%精加工刀具:硬质合金涂层球头铣刀转速:3000 5000 rpm进给速度:80 150 mm/min切削深度:005 015 mm切削宽度:刀具半径的 10% 15% 3、高碳钢粗加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:800 1200 rpm进给速度:100 200 mm/min切削深度:1 3 mm切削宽度:刀具直径的 40% 50%半精加工刀具:硬质合金涂层立铣刀转速:1200 2000 rpm进给速度:80 150 mm/min切削深度:03 08 mm切削宽度:刀具直径的 20% 30%精加工刀具:硬质合金涂层球头铣刀转速:2000 3500 rpm进给速度:50 100 mm/min切削深度:003 008 mm切削宽度:刀具半径的 8% 12%三、不锈钢不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,但加工难度较大,需要较低的转速和较慢的进给速度。
数控机床刀具的选择
(2)硬质合金(Cemented Carbide)
1)普通硬质合金
①钨钴类(YG)
WC+Co,强度好,硬度和耐磨性较差, 用于加工脆性材料、有色金属和非金属 材料。常用牌号:YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字表示Co的百分含量, Co多 韧性好,用于粗加工; Co少用于精加 工。
2)新型硬质合金 ①钨钛钽(铌)钴类
在YG类中添加 TaC 或 NbC,可提高 高温硬度、强度、耐磨性。用于加工 难切削材料和断续切削。
②通用合金(YW)
在YT类中添加合金,可提高抗 弯强度,冲击韧性,耐热性及高 温强度,抗氧化性等。
(3)新型刀具材料
① 涂层刀具
刀具基体材料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而得到的刀具材 料.
具 装三面刃铣刀
装面铣刀
M
装有扁尾莫氏锥柄刀具
TQW
倾斜式微调镗刀
XDZ
装直角端铣刀
G C 规格
攻螺纹夹头
TQC
倾斜式粗镗刀
XD
装端铣刀
切内槽工具
TZC
直角形粗镗刀
用数字表示工具的规格,其含义随工具不同而异。有些工具该数字为轮廓尺寸D-L;有些工具 该数字表示应用范围。还有表示其他参数值的,如锥度号等。
②钨钛钴类(YT)
TiC+WC+Co类(YT):常用牌号有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都明显提高,但韧性、抗冲 击振动性差,主要用于加工钢料,不宜加工脆 性材料。含TiC量多,含Co量少,耐磨性好, 适合精加工;含TiC量少,含Co量多,承受 冲击性能好,适合粗加工。
常用刀具材料
常用刀具材料
常用刀具材料包括不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等。
不锈钢是常见的刀具材料之一。
它具有耐腐蚀性能,不易生锈,使刀具使用寿命更长。
不锈钢刀具可以使用长时间而不会受到容易生锈的问题影响,同时还具有较好的韧性和可塑性。
高速钢也是常用的刀具材料之一。
高速钢刀具具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能,因此在高速切削应用中使用广泛。
高速钢刀具适用于高速旋转刀具,可以在较高速度下完成切削作业。
硬质合金,也被称为金属陶瓷,是由钨碳化物颗粒和金属钴粉末构成的。
硬质合金刀具具有极高的硬度和耐磨性能,可以在高速切削和重负载切削条件下进行切削作业。
硬质合金刀具常用于切削硬质材料,如钛合金和高温合金等。
陶瓷是一种非常硬和脆性的材料,因此在刀具制造中被广泛应用。
陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性,可以在高温和高速切削条件下进行切削作业。
陶瓷刀具常用于对非金属材料进行切削加工,如陶瓷、玻璃和纤维等。
轻质钛合金是一种比传统钢材更轻但具有较高强度的材料。
轻质钛合金刀具可以减轻工人的劳动强度,并提高生产效率。
轻质钛合金刀具适用于需要长时间操作刀具的工作环境,如航空航天和汽车制造等领域。
综上所述,不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等常用刀具材料各具特点,可以根据具体工作需求选择合适的刀具材料。
数控铣(加工中心)的刀具选用
千里之行,始于足下。
数控铣(加工中心)的刀具选用
在数控铣床(加工中心)中,刀具的选择对加工效率和加工质量有着重要的
影响。
下面将就刀具材料、刀具形状、刀具涂层等几个方面来探讨数控铣床刀
具的选用。
1. 刀具材料:常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和刚玉等。
高速钢刀具具有较好的塑性和切削性能,适用于切削材料比较软的工件;硬质合金刀具具
有较高的硬度和耐磨性能,适用于切削材料比较硬的工件;刚玉刀具则在超硬
材料加工中具有较好的切削性能。
2. 刀具形状:常见的刀具形状有平头刀、球头刀、角形刀和弧形刀等。
平头刀适用于平面铣削和侧面铣削,常用于粗加工;球头刀适用于曲面加工和球
面加工,常用于精加工;角形刀适用于开槽和切割等操作;弧形刀适用于轮廓
加工和复杂曲线加工。
3. 刀具涂层:刀具涂层能够提高刀具的硬度、耐磨性和润滑性,从而延长刀具寿命和提高加工质量。
常见的刀具涂层有TiN、TiC、TiCN、AlTiN等。
TiN 涂层主要用于加工不锈钢、铸铁和铝合金等材料;TiC涂层适用于加工高硬度
材料;TiCN涂层具有较好的耐磨性和润滑性能;AlTiN涂层具有良好的耐热性
和耐磨性能,适用于高温和高硬度材料加工。
在选择刀具时,还需考虑工件材料、加工要求和加工稳定性等因素。
另外,刀具的刃数、刀具直径和切削参数等也需要根据具体情况进行选择。
在刀具的
使用过程中,还需注意及时更换磨损的刀具、合理设置刀具余量和刀具进给速
度等,以保证加工效率和加工质量。
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各材料常用刀具转速进给参数对照表
各材料常用刀具转速进给参数对照表一、铝合金铝合金是一种轻质、高强度且具有良好导热性和导电性的材料,广泛应用于航空航天、汽车制造和电子行业等领域。
对于普通铝合金,如 6061 和 7075 系列,在使用硬质合金刀具进行铣削时,推荐的转速通常在 8000 15000 转/分钟之间,进给速度则在800 1500 毫米/分钟左右。
而在钻孔时,转速可以设置在 3000 5000 转/分钟,进给速度约为 80 150 毫米/分钟。
然而,对于一些高硅含量的铝合金,如压铸铝合金 ADC12,由于其硬度相对较高,刀具转速和进给参数需要相应降低。
铣削时,转速可调整为 5000 8000 转/分钟,进给速度约为 500 800 毫米/分钟;钻孔时,转速约为 2000 3000 转/分钟,进给速度在 50 80 毫米/分钟。
二、钢材钢材是机械加工中最常见的材料之一,包括低碳钢、中碳钢和高碳钢等不同种类。
对于低碳钢,如 A3 钢,在铣削加工中,刀具转速一般在 1000 3000 转/分钟,进给速度约为 200 500 毫米/分钟。
钻孔时,转速可设定在 800 1500 转/分钟,进给速度约为 50 100 毫米/分钟。
中碳钢,如 45 号钢,由于其硬度稍高,铣削时转速可在 800 2000 转/分钟,进给速度约为 150 300 毫米/分钟;钻孔时,转速约为 500 1000 转/分钟,进给速度在 30 60 毫米/分钟。
高碳钢则需要更低的转速和进给速度。
在铣削时,转速约为 500 1000 转/分钟,进给速度约为 100 200 毫米/分钟;钻孔时,转速一般在300 600 转/分钟,进给速度约为 15 30 毫米/分钟。
三、不锈钢不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,但加工难度相对较大。
常见的不锈钢如 304 和 316 系列,在铣削时,刀具转速通常在 600 1200 转/分钟,进给速度约为 80 150 毫米/分钟。
刀具材料的种类很多,常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬
刀具材料的种类很多,常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬1、碳素工具钢碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65%~1.35%的优质高碳钢。
用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。
常温硬度60~64HRC。
当切削刃热至200~250℃时,其硬度和耐磨性就会迅速下降,从而丧失切削性能。
碳素工具钢多用于制造低速手用工具,如锉刀、手用锯条等。
2、合金工具钢为了改善碳素工具钢的性能,常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等,从而形成了合金工具钢。
常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。
合金工具钢与碳素工具钢相比,其热处理后的硬度相近,而耐热性和耐磨性略高,热处理性也较好。
但与高速钢相比,合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢,使其应用受到很大的限制。
因此,合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢,作一些低速、手动刀具,如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。
3、高速钢高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。
高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性,且耐热性和淬透性良好,其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。
高速钢刃磨后切削刃锋利,故又称之为“锋钢”和“白钢”。
高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料,常用来制造结构复杂的刀具,如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。
拉刀、齿轮刀具等。
高速钢按其用途和性能不同,可分普通高速钢和高性能高速钢;按其化学成分不同,又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。
1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。
常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。
① W18Cr4V属钨系高速钢,它具有性能稳定,刃磨及热处理工艺控制方便等优点,但因钨价较高,且使用寿命短故使用较少。
② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢,它的碳化物分布均匀,抗弯强度,冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好,但磨削工艺略差。
因其使用寿命长、价格低,故被广泛使用。
2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素,以进一步提高它的耐热性、耐磨性。
(完整)常用刀具材料分类、特点及应用
常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等,所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一.1.刀具材料应具备的性能金属切削时,刀具切削部分直接和工件及切屑相接触,承受着很大的切削压力和冲击,并受到工件及切屑的剧烈摩擦,产生很高的切削温度,即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。
因此,刀具切削部分材料应具备以下基本性能.1。
1 高的硬度和耐磨性硬度是刀具材料应具备的基本特性。
刀具要从工件上切下切屑,其硬度必须比工件材料的硬度大。
耐磨性是材料抵抗磨损的能力.一般来说,刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。
组织中硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高,数量越多,颗粒越小,分布越均匀,则耐磨性越高。
但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度,而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关.1.2 足够的强度和韧性要使刀具在承受很大压力,以及在切削过程中通常要出现的冲击和振动的条件下工作,而不产生崩刃和折断,刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。
1.3 高的耐热性耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。
它是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
1.4 导热性好刀具材料的导热性越好,切削热越容易从切削区散走,有利于降低切削温度.刀具材料的导热性用热导率表示.热导率大,表示导热性好,切削时产生的热量就容易传散出去,从而降低切削部分的温度,减轻刀具磨损。
1.5 具有良好的工艺性和经济性既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好,且又要资源丰富,价格低廉.2.常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等五大类。
常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1.表2—1 常用刀具材料的主要性能加工,不切削铁族金属2。
1 高速钢2。
1。
1 普通高速钢普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢,常用的牌号有:(1)W18Cr4V(简称W18)。
常用刀具材料的性能及应用
常用刀具材料的性能及应用一、概述刀具材料是指刀具上参与切削部分的材料。
刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状,还要求有相应的刀具材料。
目前广泛应用的刀具材料有高速钢和硬质合金。
二、刀具材料应具备的性能(一)高的硬度和良好的耐磨性(二)高的强度和韧性(三)高的耐热性(四)良好的工艺性总之,刀具应具备的性能主要就这四个方面,当然还有经济性、切削性能的可预测性等要求。
三、常用刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有:碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷等。
一)碳素工具钢碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢(含C一般为0.65~1.35%)。
1、常用牌号有T7A、T8A……T13A等2、主要性能淬火后硬度较高,可达HRC61~65;红硬性为200℃~250℃,价格低廉,不耐高温,切削速度因此而不能提高,允许切削速度VC≤10m/min,只能制作低速手用刀具,如板牙、锯条、锉等。
二)合金工具钢在碳素工具钢中加入一定量的铬(Cr)、钨(W)、锰(Mn)等合金元素,能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性,同时还可以减少热处理时的变形。
1、主要牌号有9SiCr CrWMn2、主要性能淬火后的硬度可达HRC61~65,红硬性为300℃~400℃,允许切削速度Vc=10~15m/min,制作低速、形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具。
如板牙、拉刀、手用铰刀(孔的精加工)等。
三)高速钢高速钢是一种高合金工具钢,钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素。
(一) 高速钢的性能:具有较高的强度和韧性;良好的耐磨性;红硬性为600℃;允许切削速度V C=25~30m/min;良好的制造工艺性;可获得锋利的刀刃(锋钢之称);加工范围较大(铸铁、有色金属、钢)。
(二)高速钢的分类钨系高速钢:W18C r4V (最常用,刃磨性好)普通高速钢钼系高速钢:W6M O5C r4V2高速钢高碳高速钢:95W18C r4V (含C量为0.95%)高钒高速钢:W6M O5C r4V3 (提高耐磨性)高性能高速钢钴高速钢:W6M O5C r4V2C O8铝高速钢:W6M O5C r4V2A l四)硬质合金硬质合金= 硬质相(TiC或WC)+粘结相(Co、Ni、Mo等,其中Co比较常用)上图为各种硬质合金刀头(一)主要性能1)常温硬度HRC74~81.5,红硬性800℃~1000℃,耐磨性优良;2)允许切削速度V C=100m/min以上,最高不能超过200m/min;硬质合金3)脆性较大,怕冲击和振动。
常用刀具材料有哪些
常用刀具材料有哪些刀具材料是指用于制造刀具的各种金属材料,不同的材料具有不同的特性和适用范围。
在选择刀具材料时,需要根据具体的使用需求和工作环境来进行合理的选择。
下面将介绍一些常用的刀具材料及其特点。
1. 钢。
钢是制造刀具最常用的材料之一,其主要成分是铁和碳,同时还含有少量的其他元素。
钢具有优良的切削性能、硬度和耐磨性,广泛应用于各种类型的刀具制造中。
根据其成分和性能的不同,钢可以分为碳钢、合金钢、不锈钢等多种类型。
2. 铸铁。
铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金材料,具有较高的硬度和耐磨性。
铸铁刀具适用于对硬度要求不高的切削加工,如打磨、修整等工艺。
3. 钨钢。
钨钢是一种含有钨元素的高速切削钢,具有极高的硬度和耐磨性,适用于高速切削和重载切削的工艺,如车削、铣削等。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来发展起来的新型刀具材料,具有优异的耐磨性、耐高温性和化学稳定性。
陶瓷刀具适用于对切削精度和表面光洁度要求较高的加工工艺,如精密加工、玻璃加工等。
5. 金属陶瓷复合材料。
金属陶瓷复合材料是将金属和陶瓷两种材料复合而成的刀具材料,具有金属的韧性和陶瓷的硬度,兼具两者的优点。
金属陶瓷复合材料刀具适用于对切削精度和耐磨性要求较高的加工工艺。
6. 超硬合金。
超硬合金是一种由钨、钴等金属粉末与碳化物粉末经过高温烧结而成的刀具材料,具有极高的硬度和耐磨性,适用于对切削精度和耐磨性要求极高的加工工艺,如精密车削、精密铣削等。
总结。
以上是一些常用的刀具材料及其特点,不同的材料适用于不同的加工工艺和工作环境。
在选择刀具材料时,需要充分考虑加工材料的性质、加工工艺的要求以及刀具的使用环境,合理选择刀具材料才能发挥刀具的最佳性能,提高加工效率和产品质量。
希望以上内容能够对您有所帮助。
刀具的材料及其应具备的性能
刀具的材料及其应具备的性能刀具是一种用于切割、加工、修整和雕刻物体的工具。
不同的刀具需要具备不同的性能来满足其特定的用途。
刀具的性能主要与其材料有关,下面将介绍几种常见的刀具材料以及它们应具备的性能。
1. 碳钢(Carbon Steel):碳钢是最常见的刀具材料之一,由含有约0.6-1.5%的碳和其他合金元素组成。
碳钢具有下列性能:-高硬度:碳钢具有较高的硬度,使其能够保持边缘的锋利性。
-良好的切削性能:碳钢能够轻松切削不同的材料,如木材、塑料和金属等。
-易锻造和加工:碳钢易于锻造和加工成各种形状和尺寸的刀具。
-容易锈蚀:碳钢容易受潮气的侵蚀,所以需要定期保养和防锈处理。
2. 不锈钢(Stainless Steel):不锈钢是含有铬和其他合金元素的钢材,具有以下性能:-抗腐蚀性:不锈钢具有较强的耐腐蚀能力,能够在潮湿和酸性环境下保持刀具的品质。
-高硬度:通过添加其他合金元素,不锈钢能够提高其硬度,使刀具更耐磨损。
-容易磨削:不锈钢容易磨削成锋利的边缘,保持切削效果。
-昂贵:不锈钢价格较高,通常比碳钢刀具更昂贵。
3. 高速钢(High-Speed Steel):高速钢是一种特殊的钢材,其中添加了钨、钼、钴、铬等合金元素,具有如下性能:-高硬度和耐磨性:高速钢具有较高的硬度和耐磨性,适用于高速切削和切割工具。
-耐高温性:高速钢可以工作在高温下而不失去硬度,适用于高温切割和冷剪切。
-良好的韧性:高速钢具有较好的韧性,能够承受较大的冲击和压力,不易折断。
此外,还有一些刀具常用的材料,如陶瓷、金刚石和刚玉等,它们具有特殊的性能和用途,适用于特定的切削和加工需求。
总的来说,刀具的材料应具备一定的硬度、切削性能、耐磨损性和耐腐蚀性,以保持刀具的长期使用寿命和工作效率。
不同材料的刀具适用于不同的工艺和材料,用户在选择刀具时应根据具体需求和应用场景来进行选择。
同时,对于不同材料的刀具,还需要注意保养和维护,以延长其使用寿命。
刀具的常用材料及应用
刀具的常用材料及应用
刀具的常用材料包括以下几种:
1. 碳钢:碳钢刀具具有良好的切削性能和强度,常用于制作一般用途的刀具,如菜刀、水果刀等。
2. 高速钢:高速钢刀具在高速切削时能保持较高硬度和耐磨性,常用于制作工具钢刀具,如铣刀、车刀等。
3. 不锈钢:不锈钢刀具具有较好的抗腐蚀性能,常用于制作厨房刀具、医疗器械等。
4. 复合材料:复合材料刀具通常由多种材料层叠组合而成,具有较高的硬度、耐磨性和韧性,常用于高精度切割工艺,如数控刀具等。
5. 陶瓷:陶瓷刀具具有较高的硬度和耐磨性,且不易生锈,常用于切割纤维类材料、蔬菜、水果等。
不同材料的刀具适用于不同的应用场景。
一般来说,碳钢刀具适用于一般切削作业,高速钢刀具适用于高速切削和加工硬度较高的材料,不锈钢刀具适用于需要抗腐蚀性能的场合,复合材料刀具适用于高精度切割工艺,陶瓷刀具适用于切割易破碎的材料。
需要根据具体的应用需求选择合适的刀具材料。
常用刀具材料的种类)
常用刀具材料的种类)常用刀具材料的种类刀刃的钢材最好是高碳不锈钢,虽然在硬度与韧性方面,高碳钢是最出色的,但考虑到刀子的保养问题,高碳不锈钢无疑是上选。
产品好不好,首先取决于它用什么造的。
一开始就用最好的材料来生产,在实际应用中,它会给产品带来最精彩的表现和最高层次的成功。
所以当今世界上高品质的刀绝大多数都选取用高碳不锈钢。
最常见的不锈钢材质:1. 440A-440B-440C440系列为含碳量和硬度由A-B-C逐次增加(A-0.6-0.75%,B-0.75-0.95%,C-0.951.2%)。
440C 是一种比较优秀的高端不锈钢,硬度通常达到56-58 Rc。
这三种钢材的抗锈能力都不错,440A最好,而440C相比最低。
SOG SEAL 2000用的是440A,Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。
440C 用的非常普遍,大多数美国刀具以及部分欧洲刀具大多采用440C。
如果你的刀标有“440”,那么它很可能比440A便宜;如果厂商用更贵的440C,他们会很愿意宣传这一点。
普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好,尤其是经过优质热处理的440A。
440B更加结实,而440C是优秀的。
从品质来说,440C会低于N690CO,因为N690CO比440C有更高的钴含量。
所以在欧洲,440C作为中高端刀具使用,N690CO作为高端刀具使用在美国很多品牌,包括戈博,巴克把440C作为其高端的刀具使用。
在欧洲比如全球排名第一的FOX,其高端的军用系列刀具基本都采用N690CO,而起民用部分的中高端刀具,采用440C,在售价上N690CO的刀具售价大约是440C的一倍。
2、 0C-420HC420C从系列上就看出是比440C低一档的刀具,其碳含量很低,钢材很软,达不到高碳钢的标准。
近年来,巴克讲420C加入更多的碳的元素,其碳含量可以达到0.75%左右,取名420HC高碳钢。
从性能上说,420HC与国内标号4CR13相当,其硬度比440C略差,但在其他性能上都会远低于440C,但是其最大的优点是价格便宜。
超硬刀具材料的选用和使用方法
超硬刀具材料的选用和使用方法超硬刀具是一种高性能的切削工具,具有硬度高、耐磨性好、切削稳定等特性,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
超硬刀具的选用和使用方法对于提高切削效率、延长刀具寿命具有重要意义。
本文将就超硬刀具材料的选用和使用方法进行说明。
一、超硬刀具材料的选用近年来,随着材料科学技术的进步,超硬刀具的材料种类也越来越多。
目前市场上常见的超硬刀具材料主要包括硬质合金、陶瓷刀具和多晶金刚石。
不同材料具有不同的特点和适用范围,因此在选择超硬刀具材料时需要综合考虑以下因素:1.切削材料:超硬刀具的选择应根据切削材料的硬度、韧性、热稳定性等特性进行匹配。
一般来说,硬质合金适用于切削硬度较低的材料,陶瓷刀具适用于切削硬度较高的材料,而多晶金刚石则适用于切削超硬材料。
2.加工方式:不同的加工方式对刀具的要求也有所不同。
例如,高速切削时需要选择硬质合金或多晶金刚石刀具,而陶瓷刀具则适用于干切削和高速扩孔等特殊加工。
3.切削条件:切削速度、进给量、切削深度等切削条件的选择会直接影响刀具的使用寿命和效率。
因此,在选用超硬刀具时应综合考虑切削条件,选择合适的刀具材料和结构。
二、超硬刀具的使用方法1.刀具装夹:超硬刀具应严格按照规定的装夹要求进行装夹。
刀具和刀杆的匹配度要求高,装夹松紧度要适中,避免刀具松动或变形。
2.切削液的选择:切削液在切削过程中起到冷却、润滑和清洁的作用。
对于不同切削材料和刀具材料,切削液的选择也不同。
一般来说,切削硬质合金可以选择矿物油冷却剂,切削陶瓷和多晶金刚石则可以选择水溶性切削液。
3.切削参数的设定:根据切削材料的特性和切削要求,合理设定切削速度、进给量和切削深度等切削参数。
切削速度过高会导致刀具磨损加剧,而切削速度过低则会影响加工效率。
4.定期检查和维护:使用超硬刀具后,要定期检查刀具的磨损情况和刀具固定装置的紧固度,及时更换磨损过大的刀具,并做好刀具的保养和防锈。
5.切削后的刃口修复:超硬刀具的刃口在使用过程中会磨损,需要进行定期修复。
刀具材料及性能介绍
刀具材料及性能介绍刀具是人类在石器时代开始使用的工具之一,随着科学技术的发展,刀具的材料也不断更新换代。
刀具的材料直接影响刀具的性能和使用寿命,下面将介绍几种常见的刀具材料及其性能。
1.碳钢碳钢是一种普遍使用的刀具材料,它主要由铁和碳组成。
碳钢具有较高的硬度和尖锐度,易于研磨和刃磨。
它能够保持刀刃锋利,但容易生锈。
碳钢刀具适合用于一些不容易受到损坏的工作,如切削木材、塑料和软金属。
2.不锈钢不锈钢刀具是由铁、碳和铬等金属合金组成的。
它具有较高的耐腐蚀性,不易生锈。
不锈钢刀具还具有较好的强度和硬度,适合用于各种工作场景。
但由于不锈钢的硬度相对较低,刀刃更容易变钝,需要经常磨刃。
3.高速钢(HSS)高速钢是一种含有钼、钴、钛等合金元素的刀具材料。
它具有高硬度、耐热性好的特点,适用于高速切削和切割。
与传统碳钢不同,高速钢刀具能够保持更长时间的刀刃锋利。
然而,高速钢刀具相对比较昂贵,适用于对刀刃锋利度要求较高的工作场景。
4.陶瓷陶瓷刀具是一种相对较新的刀具材料。
它由陶瓷氧化物组成,具有极高的硬度和耐腐蚀性。
陶瓷刀具具有锋利的刃口,能够保持长时间的刀刃锋利度而不需要经常磨刃。
此外,陶瓷刀具还具有不导电和不磁性的特点,适用于一些特殊的工作场景。
然而,陶瓷刀具比较脆弱,容易碎裂,不适合用于强烈的冲击和弯曲。
5.合金钢合金钢是一种由铁、碳和其他合金元素(如钼、钴、钛等)组成的材料。
合金钢刀具具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
它们适用于需要高度耐磨性的工作场景。
合金钢刀具的使用寿命相对较长,但相对较昂贵。
除了以上介绍的几种常见的刀具材料外,还有许多其他特殊材料,如钢丝绳刀具、金刚石刀具等。
这些材料在特定的应用领域具有独特的性能和优势。
总而言之,刀具的材料直接影响刀具的性能和使用寿命。
不同的刀具材料适用于不同的工作场景,根据实际需求选择合适的刀具材料能够提高工作效率,并且延长刀具的使用寿命。
在实际使用过程中,还要注意刀具的保养和维护,定期进行磨刃和除锈。
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常用刀具材料及选用
在切削过程中,刀具担负着切除工件上多余金属以形成已加工表面的任务。
刀具的切削性能好坏,取决于刀具切削部分的材料、几何参数以及结构的合理性等。
刀具材料对刀具寿命、加工生产效率、加工质量以及加工成本都有很大影响,因此必须合理选择。
一、刀具材料应具备的性能刀具在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲击和振动,因此刀具材料必须具备以下性能:
1.高的硬度和耐磨性刀具应具备高的硬度和耐磨性。
一般刀具材料的硬度越高,耐磨性越好。
其常温硬度一般要求大于60HRC。
2.足够的强度和韧性为承受切削负荷、振动和冲击,刀具材料必须具备足够的强度和韧性。
3.高的热稳定性刀具在高温下工作,要求刀具材料具备高的热稳定性,也称高的耐热性。
即刀具材料在高温下硬度、耐磨性、强度和韧性变化很小,仍能保持正常切削。
4.良好的物理特性即刀具材料具备良好的导热性、大的热容量以及优良的热冲击性能。
5.良好的工艺性即刀具材料应具备良好的锻造性、机械加工性和热处理性。
除此之外,要求刀具材料经济性要好。
二、常用刀具材料的性能及选用常用刀具材料的种类和特性刀具材料种类很多,常用的有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)、硬质合金、陶瓷、金刚石(天然和人造)和立方氮化硼等。
碳素工具钢和合金工具钢,因其耐热性很差,目前仅用于手工工具。
下面对高速钢、硬质合金、陶瓷及其它超硬刀具材料进行介绍。
1)高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
高速钢有很高的强度,抗弯强度为一般硬质合金的2~3倍;韧性也高,比硬质合金高几十倍。
高速钢的硬度在63HRC以上,且有较好的耐热性,在切削温度达到500650°C时,尚能进行切削。
高速钢可加工性好,热处理变形较小,目前常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等)。
高速钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料。
表1-2列出了几种常用高速钢的牌号及其主要用途,可供选择时参考。
2)硬质合金硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)粉末和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)经高压成型后,再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金中的金属碳化物熔点高、硬度高、化学稳定性与热稳定性好,因此,硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高,允许的切削速度远高于高速钢,加工效率高且能切削诸如淬火钢等硬材料。
硬质合金的不足是与高速钢相比,其抗弯强度较低、脆性较大,抗振动和冲击性能也较差。
硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。
在我国,绝大多数车刀、端铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造,目前,在一些较复杂的刀具上,如立铣刀、孔加工刀具等也开始应用硬质合金制造。
我国常用的硬质合金牌号及其应用范围见表1-3。
3)陶瓷和超硬刀具材料陶瓷材料比硬质合金具有更高的硬度(91~95HRA)和耐热性,在1200℃的温度下仍能切削,耐磨性和化学惰性好,摩擦系数小,抗粘结和扩散磨损能力强,因而能以更高的速度切削,并可切削难加工的高硬度材料。
主要缺点是性脆、抗冲击韧性差,抗弯强度低。
超硬刀具材料包括天然金刚石、聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼三种。
金刚石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非铁金属、耐磨材料和塑料,如铝及铝合金、黄铜、预烧结的硬质合金和陶瓷、石墨、玻璃纤维、橡胶及塑料等。
立方氮化硼主要用于加工淬硬钢、喷涂材料、冷硬铸铁和耐热合金等。
由于陶瓷、金刚石和立方氮化硼等材料韧性差、硬度高,因此要求使用这类刀具的机床刚性好、速度高、功率足够、主轴偏摆小,并且要求机床-夹具-工件-刀具系统的刚性好。
只有这样才能充分发挥这些先进刀具材料的作用,取得良好的使用效果。
三、其他刀具材料1.陶瓷目前使用的陶瓷刀具材料有两种:Al2O3基陶瓷和Si3N4陶瓷。
(1)
Al2O3基陶瓷这种陶瓷硬度比硬质合金高,耐热性好、摩擦系数小,化学稳定性好。
陶瓷刀具可以加工钢和铸铁以及高硬度合金。
由于其抗弯强度低和冲击韧性较差,通常用于精加工和半精加工。
(2)
Si3N4基陶瓷其强度高、韧性好、特别是抗热冲击性大大优于Al2O3基陶瓷。
因此可以加工铸铁及镍基合金。
2.金刚石金刚石是目前发现的最硬的一种物质。
它摩擦系数小、导热性好、耐磨性高,所以切削时不易产生积屑瘤和鳞刺,加工表面质量好,刀具耐用度高。
目前金刚石刀具有三种:单晶、聚晶整体和金刚石复合刀片。
它能够加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等。
但一般不易加工铁族金属,因为金刚石的C元素与铁原子有很强的化学亲和作用,使之转化为石墨,失去切削性能。
金刚石热稳定性差,在700-800℃以上硬度下降很大,无法切削。
目前金刚石刀具多用于有色金属及非金属(如耐磨塑料、石材)的加工,也用于制造磨具和磨料。
3.立方氮化硼它是硬度仅次于金刚石的物质,与金刚石相比,化学惰性很大,热稳定性高,耐磨性高。
立方氮化硼刀具能以硬质合金刀具加工普通钢和铸铁的切削速度切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金、加工精度为IT5,表面粗糙度Ra0.05μm。
但立方氮化硼与水起反应,故一般不用切削液或用不含水的切削液。
目前立方氮化硼用于磨具和磨料,做成刀具有整体聚晶刀具和立方氮化硼K 硬质合金复合刀具。
由于社会发展的需要和科学技术的进步,以至在切削加工领域中,工件的情况经常发生新的变化,例如,工件材料的机械力学性能以及工件加工精度的要求不断提高,工件结构、形状的复杂化和多样化,产品品种和批量的多元化等等。
面对工件方面的新情况,对刀具提出更新更高的要求。
同时,为了获取高效益,不断提高切削加工生产率,也经常地促进高性能刀具的开发。
而高性能的、适应工件新情况的刀具,常常与材料的发展相关联。
随着科学技术的发展,新刀具材料诞生后,刀具性能就跃上新台阶,可以适应工件的新情况,或提高切削速度,获得较高的生产率。
因此,刀具与被加工工件存在相互促进、交替发展的关系。
在切削加工发展过程中,刀具材料始终是最积极的因素。
19世纪末,出现了高速钢,其切削性能和加工效率比过去的碳素工具钢、合金工具钢有了很大提高。
用高速钢刀具加工当时常用的碳素结构钢和合金结构钢,可以胜任。
但在进入20世纪后,特别是第二次世界大战以来,各种新的工程结构材料相继出现,其机械力学性能和加工难度不断提高,加工批量日益加大,
用高速钢刀具则加工效率太低,刀具使用寿命过短。
于是20世纪30年代出现了硬质合金,其切削效率可比高速钢提高4~10倍,可以切削高速钢所不能加工的材料。
20世纪中叶以后,为适应更难加工材料的要求,又出现了复合陶瓷及金刚石、CBN超硬刀具材料;高速钢与硬质合金则发展了许多新品种,其性能比原来有了大幅度提高。
可以说,20世纪是刀具材料大发展的历史时期,各种新品种、新牌号的刀具材料不断涌现。
迄今,常用的切削速度和加工效率比一百年前提高了100倍以上。
当前,各种刀具材料的应用,以高速钢和硬质合金为最多;陶瓷约为1%一3%;超硬材料尚只在小范围内使用。
CVD和PVD涂层刀具在近20年内有了很大的发展。
预计,在21世纪,硬质合金的使用范围将进一步扩大,成为用量最大的刀具材料;高速钢仍将占有一定的阵地;硬质合金和高速钢的品种和性能将进一步发展。
由于资源、价格和性能上的优势,陶瓷材料的应用将迅速扩展;金刚石和CBN超硬材料的应用将进一步扩大;新刀具材料的研制周期会越来越短,新品种、新牌号的推出将越来越快。
在新刀具材料发展中,硬度、耐磨性与强度、韧性难以兼顾仍是主要矛盾。
有可能在本世纪中,研制出人们所希望的既具有高速钢、硬质合金的强度和韧性,又具有超硬材料的硬度和耐磨性的新刀具材料。
各种涂层刀具和超硬材料的复合片都能在一定程度上克服上述矛盾,故极有发展前景。
可转位刀具结构的推广使用和集成制造系统加工中心、FMS、CIMS的问世,将对刀具材料提出更高的要求。
每一种刀具材料的性能都不可避免地有局限性,只能在一定范围内适用。
而刀具材料与工件性能上的匹配更是至关重要。
在未来,刀具材料将接受工件一方更严峻的挑战,其新品格新牌号的出现、各自所占比重的变化以及它们相互补充和相互竞争的局面,将成为未来刀具材料发展的特点。