刀具材料具备的性能及高速钢

1、课题名称：刀具材料具备的性能及高速钢授课方式：讲授课型：理论所需学时：2学时教具：无教学目的：1让学生认识刀具才材料2让学生掌握不同种类高幼应具备的重要性能； 哥速钢材料的性能；教学重点与难点：重点：掌握刀具才材料应具备的重要性能 ； 难点：学会分析并掌握不同种类高速钢材料的性能；教学过程 及内容：考勤5分钟；导入新课15分钟1、 横向进给对刀具标注角度的影响；复习横向进给量f越大或工件直径d越小，前角增大，后角减小 甚至为负值，因此对于横向切削不宜f过大；2、 复习各切削层参数及对参数的影响因素；复习1切削厚度ac=f sinkr,进给量和主偏角2切削宽度aw=ap/sinkr，背吃刀量和主

2、偏角3切削面积Ac=acaw=f ap，进给量和背吃刀量，与主偏 角无关3、 影响刀具切削性能好坏的因素；新课讲授新课一、刀具材料具备的性能一高的硬度和耐磨性1 、硬度抵抗变形的能力，硬度必须咼于材料的硬度，要去刀刃硬度一般在 60HRCHRC表示洛氏硬度值，单位为MPa或GPa 以上；2 、耐磨性抵抗磨损的能力在不考虑摩擦区温度及化学磨损等因素影响的情况下，主要受硬度、断裂韧度、弹性模量的影 响；二足够的强度和韧性3 、强度抵抗破坏的能力4 、韧性抵抗折断的能力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，要求刀具材料就必须具备足够的强度和韧性，不冋 刀具材料的强度和韧

3、性见表。三高的耐热性提问提问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、强度、韧性的性能。刀具材料的高温硬度越高， 刀具的切削性能越好，允许的切削速度也越高。四良好的热物理性和耐热冲击性能良好的热物理性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。耐热冲击性能刀具在连续切削或使用切削液切削时，常常 受到很大的热冲击温度变化剧烈，因而刀具内部会产生裂纹而 导致断裂。可用耐热冲击系数R表示，导热系数越大，热量越容易散走；热膨胀系数越小，热变形越小；弹性模量越小，热变形产生 的交变应力幅度越小。他们均有利于提咼耐热冲击性能。五良好的工艺性如锻造性

4、能、热处理性能、高温塑性变形的性能、磨削加工性 能等等。六经济性二、高速钢是一种参加较多钨 W钼Mo铬Cr、钒V等合金元素的高合金 工具钢。一高速钢的性能1有较咼的热稳定性；2、有较高的强度韧性；3、制造工艺简单；4、切削性能较稳定；二高速钢的用途分类通用型高速钢和高性能高速钢1通用型高速钢：%按耐热性又称为中等热稳定性 高速钢。由于其具有良好的热稳定性及切削性能，因此广泛用于制 造各种复杂刀具，成为切削硬度在250-280HBS以下的大局部结构钢和铸铁的根本品种，应用最为广泛，占高速钢总产量的 75%-80% 切削速度不太高，切削普通钢材时不高于40-60m/min。1按含钨量不同，分为：钨

5、钢和钨钼钢钨钢：牌号为 W18Cr4V简称 W18 ,含 W18% Cr4% V1% 在600 C时高温硬度为48.5HRC，可用于制造各种复杂刀具。优点：热热倾向小，耐磨性好，塑性变形抗性较大。缺点：强度和韧性不够，不易做大截面刀具，热塑性差。由 于这些缺点，且市场钨价较贵，因此很多国家根本上 不用这个牌号了。2钨钼钢：牌号 W6Mo5Cr4V2简称M2钨%钼 <5%且 W+1.4-1.5Mo=12%-13%时，钼对钢的强度和韧性有好的影响。优点：良好的力学性能，热塑性好，耐磨性好，在低速时与 W18热稳定性一样。缺点：在较高速切削时切削性能略低于W18热处理时脱碳倾向大疲劳强度降低，

6、易氧化，淬火温度范围较窄。2、高性能高速钢：在通用型高速钢中再加一些含碳量、 含钒量及钻、铝等合金元素的新钢种。按耐热性又称高热稳定性高速钢。优点：加热到630-650 C仍可保持60HRO的硬度，有 更好的切削性能，耐用度为通用型的1.5-3倍。缺点：用中等速度加工软材料时，优越性不显著。这 类钢只有在各自的规定切削条件下使用才可到达良好的切削性能， 例如高碳高速钢的强度和韧性较通用高速钢低，高钒高速钢的耐磨 性差，含钴高速钢的本钱高。超硬高速钢：硬度能到达67-70HRC的高速钢，含碳 量比相似的通用高速钢高 020%可按成分分为：含钴的超硬度咼速钢和不含钴的超硬 度咼速钢。含钴的超硬度高

7、速钢M42优点：允许较高的切削 速度，磨加工性好，耐用度高，加工材料的硬度越高， 效果越明显； 缺点：含钻量高，本钱高。不含钴的超硬度高速钢501是一种含铝的超硬高 速钢，优点：有良好的切削性能，与上者相比本钱低，故被广泛使 用；缺点：磨加工性较差，热处理温度难控制。三高速钢的工艺方法分类 熔炼高速钢和粉末冶金高速钢 1、粉末冶金高速钢 粉冶钢是用高压氩气或纯氮气雾 化熔融的咼速钢钢水，直接得到细小的咼速钢粉末，再将粉末在高 温高压下压制成致密钢坯，最后将钢坯锻轧成钢材或刀具形状的一 种高速钢。优点：1可得到细小均匀的结晶组织，因此有良好的 力学性能。碳化物分布更均匀，致使强度和韧性增强，变形

8、抗力变 大。2磨加工性提高，磨削效率提高，磨削外表粗 糙度显著减小。3淬火变形减小4耐磨性提高20%-30%5热成形时合格较咼。应用：适于制造切削难加工材料的刀具及大尺寸刀具如：滚刀、插齿刀等，也适于制造精密刀具和磨加工量大的复杂刀具， 对于高压动载荷下使用的刀具连续切削刀具也适用。课堂小结一、刀具材料具备的性能1、高的硬度和耐磨性2、足够的强度和韧性3、高的耐热性4、良好的热物理性和耐热冲击性能5、良好的工艺性6、经济性二、高速钢1、高速钢的性能2、高速钢的用途分类3、咼速钢的工艺方法分类板书设计：一、刀具材料具备的性能六高的硬度和耐磨性1 、硬度2 、耐磨性七足够的强度和韧性3 、强度抵抗

9、破坏的能力4 、韧性抵抗折断的能力八高的耐热性耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。九良好的热物理性和耐热冲击性能良好的热物理性耐热冲击性能十良好的工艺性六经济性二、高速钢一高速钢的性能5、有较咼的热稳定性；6、有较咼的强度韧性；7、制造工艺简单；8、切削性能较稳定；二高速钢的用途分类通用型高速钢和高性能高速钢1、 通用型咼速钢：%按耐热性又称为中等热稳定性咼速钢。具 有良好的热稳定性及切削性能，应用广泛，占高速钢总产量的75%-80% 不咼于 40-60m/min。1按含钨量不同，分为：钨钢和钨钼钢钨钢：牌号为 W18Cr4V简称 W18 ,含 W18% Cr4% V1%优点：热热倾向小，

10、耐磨性好，塑性变形抗性较大。缺点：强度和韧性不够，热塑性差，且市场钨价较贵；钨钼钢：牌号W6Mo5Cr4V2简称M2优点：良好的力学性能，热塑性好，耐磨性好，在低速 时与W18热稳定性一样。缺点：在较高速切削时切削性能较低，热处理时脱碳倾向大，易氧化，淬火温度范围较窄。2、 高性能高速钢：按耐热性又称高热稳定性高速钢。优点：热切削性能好，耐用度高。缺点：只有在各自的规定切削条件下使用才可到达良好 的切削性能；超硬咼速钢：含碳量比相似的通用咼速钢咼020%可按成分分为：含钴的超硬度咼速钢和不含钴的超硬度咼速钢。含钴的超硬度高速钢M42优点：允许较高的切削速度，磨加工性好，耐用度高，加工材料的硬度越高，效果越明显； 缺点：含钻量高，本钱高。不含钴的超硬度高速钢501是一种含铝的超硬高速钢， 优点：有良好的切削性能，与上者相比本钱低，故被广 泛使用；缺点：磨加工性较差，热处理温度难控制。三高速钢的工艺方法分类 熔炼高速钢和粉末冶金高速钢1、粉末冶