影响刀具使用的因素①--刀具材料

2023-08-10

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刀具是加工中心机床的基础设备，也是加工易耗品。虽然刀具成本在整个机械加工生产成本中占比低，但可直接影响加工合格率和加工效率。改善刀具使用性能可以有效提高加工质量与加工效率，实现整体机加工板块的降本增效。本期文章将为大家解答不同的刀具材料是如何影响刀具使用的。

 

01影响刀具使用的几个因素

02了解各类刀具材料的属性

PCD金刚石

具有很高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。

 

 

PCBN立方氮化硼

硬度略次于金刚石,热稳定性好,耐热性比金刚石的耐热性立方氮化硼(PCBN)刀具主要适合加工各种黑色金属及其合金材料；适合于各种淬硬钢(碳素工具钢、轴承钢、模具钢、高速钢)珠光体灰口铸铁(钒钛铸铁)冷硬铸铁高温合金(镍基合金钴基合金)及表面喷涂堆焊的加工。

 

 

Al2O3氧化铝 

具有良好的耐磨性、耐热性，稳定性好，不易与铁元素之间发生相互扩散或化学反应，其耐磨性和耐热性均高于氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具，应用范围广，适于对钢材、铸铁及其合金的高速切削加工。

 

 

Si3N4氮化硅 

断裂韧性和抗热振性高Al2O3基陶瓷刀具，适于断续加工铸铁和高温合金等材料，一般不宜用来加工产生长切屑的钢材（如正火和热轧状态），用Si3N4基陶瓷刀具切削45号钢时的刀具磨损比切削灰铸铁时高得多。

 

 

Solid Carbide硬质合金 

具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，硬质合金广泛用作刀具材料。

 

 

High Speed Steel高速钢

具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削

03小结

Ø 越硬的刀具材料，对应的切削速度越高，但发生崩刃的风险也越大。主要的失效形式是崩刃。

Ø 越软的刀具材料，对应的切削速度较低，虽然发生崩刃的风险小，但磨损加大。主要的失效形式是磨损。

Ø 刀具材料与切削材料之间的化学反应是约束刀具材料应用范围的一个影响因素。

Ø 应用广的还是高速钢和硬质合金材料，PCD和PCBN由于成本的下降，使用也越来越广泛。

将继续解答涂层因素如何影响刀具使用，敬请期待！

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