第二章 刀具材料PPT

1、 本章主要介绍常用切削刀具材料的种类、机械物理性能及其用途。 本章重点是，了解刀具材料中最常用的高速钢、硬质合金的性能、牌号及用途。 此外，也介绍目前国内外生产中使用的高性能涂层刀具材料、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等超硬刀具材料的特点和用途第一节第一节 刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能1、高硬度和高耐磨性、高硬度和高耐磨性硬度：6265HRC 耐热性：500600 切削速度：V 30 m/min 工艺性好，适用于制造复杂刀具。 高速钢钨系： 普通高速钢应用最早的高速钢，综合性能较好。由于钨资源稀少，现使用较少钨钼系： 抗弯强度和韧性高于W18，耐热性低于W18，热塑性好目前使用最多的高速

2、钢，多用于热成形刀具第二节第二节 常用刀具材料常用刀具材料 高性能高速钢高性能高速钢钴高速钢： 铝高速钢： 粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢综合性能良好，高温硬度高，允许切削速度高。用于加工耐热合金、不锈钢切削性能接近M42，耐磨性低，热处理温度较难控制。成本低，适合国情，逐渐推广使用颗粒细小，有良好的各向同性的力学性能，热处理变形小。用于制造各种形状复杂的高性能刀具、精密刀具和断续切削的刀具冶炼成本高，价格昂贵，国内应用较少硬度：8993HRA 耐热性：8001000 切削速度：高速钢的410倍 强度、韧性：低于高速钢 工艺性差。 硬质合金 普通硬质合金普通硬质合金K类（YG类）： 常用牌号：Y

3、G3、YG6、YG8碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）粉末为主要成分，并以钴（Co）、钼(Mo)、镍（Ni）为粘结剂烧结成的粉末冶金数字代表结合剂Co含量为3%、6%、8%Co强度；硬度、耐热性适合粗加工Co适合精加工主要用于加工铸铁及有色金属P类（YT类）： 常用牌号：YT5、YT14、YT15、YT30数字代表结合剂TiC含量为5%、14%、15%、30%TiC硬度、耐磨性、耐热性；强度适合精加工主要用于加工钢由于含TiC，提高了与钢的抗粘结和抗扩散的能力M类（YW类）： 常用牌号：YW1、YW2即可以加工铸铁也可以加工钢由于含TaC(NbC)，提高了强度和韧性以及耐磨性通用（万能）硬质合金

4、 其它硬质合金其它硬质合金P类（YN类）： 常用牌号：YN05、YN10用于合金钢、淬硬钢的精加工和半精加工硬度高于WC基硬质合金，耐热性、化学稳定性、抗粘结和抗氧化能力强，耐磨性好，冲击韧性差超细晶粒硬质合金用于不锈钢、钛合金等难加工材料的断续加工即提高了硬度、耐磨性，又提高了强度和韧性细化晶粒达0.21微米（普通为几微米）第三节第三节 其它刀具材料其它刀具材料硬度高：9195HRA 耐热性：1200 时80HRA 化学稳定性好，抗粘结和扩散能力好。 强度、韧性差，只有硬质合金的一半。 陶瓷 氧化铝基陶瓷（氧化铝基陶瓷（AI2O3） 氮化硅基陶瓷（氮化硅基陶瓷（Si3N4） 用于冷硬铸铁、淬

5、硬钢的加工 用于冷硬铸铁、淬硬钢、高速钢、合金钢、镍基合金、钛合金的加工 立方碳化硼 整体聚晶立方氮化硼刀片整体聚晶立方氮化硼刀片 立方氮化硼复合刀片立方氮化硼复合刀片 用于冷硬铸铁、淬硬钢、镍基高温合金，切削速度接近硬质合金加工普通铸铁和碳钢时的速度。 硬质合金基体上烧结一层0.5mm厚的立方氮化硼 硬度高：80009000HV 耐热性：1400 1500 化学稳定性好12001300 也不与铁族元素起化学反应 ，耐磨性、导热性好。 用于车刀、镗刀 金刚石 天然单晶金刚石刀具天然单晶金刚石刀具 金刚石复合刀片金刚石复合刀片 用于非铁金属和非金属材料（石英、光学玻璃）的精密加工 硬质合金基体上

6、烧结一层0.5mm厚的聚晶金刚石 硬度高：10000HV 耐磨性好， 摩擦系数小，导热系数高，切削温度低，不易产生积屑瘤，加工质量极高。 化学稳定性差700800 碳化，容易与铁族元素起化学反应 。 人造聚晶金刚石刀具人造聚晶金刚石刀具 第四节第四节 涂层刀具涂层刀具 涂层刀具种类常用涂层为TiN、TiCN、TiAIN。 用于可转位刀片、切齿刀具、钻头、成形铣刀、丝锥等较复杂的刀具。 在硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一薄层或多层硬度和耐磨性很高的金属化合物(TiC、TiN、TiCN、AI2O3)组成的刀具 单层涂层很少采用，大多采用TiN-TiC、TiC-AI2O3、TiC-AI2O3-TiN等复合涂层