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車刀材料的選擇
閱讀：10750 發布時間：2012-1-16| 提 供 商 | 臺州威龍數控刀刃具制造有限公司 | 資料大小 | 0K |
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車刀材料的選擇
車刀的使用壽命和生產效率取決于車刀材料的切削性能。車刀由刀頭和刀桿兩部分組成，刀桿一般是用碳素結構鋼制成。由于刀頭擔任切削工作，因此刀頭材料必須具有下列基本性能：
1）冷硬性。車刀在常溫時具有較高的硬度，即車刀的耐磨性。2）紅硬性。車刀在高溫下保持切削所需的硬度，該溫度的zui高值稱為"紅熱硬度"。
3）韌性。車刀切削部分承受震動和沖擊負荷所具有的強度和硬度。
車刀材料的以上三種性能是相互、相互制約的，在具體選用時，要根據工件材料的性能和切削要求分析選用，同時還要結合車刀材料在價格、工藝性能方面加以考慮，以便于以較低的成本加工、刃磨和焊接制造車刀。
各種車刀材料的基本性能優劣順序比較見表4-1。
目前用來作車刀切削部分的材料主要有高速鋼、硬質合金和非金屬材料，碳素工具鋼、合金工具鋼多用作鉆頭、絲錐等工具，用作車刀的較少。現分別介紹作車刀刀頭的兩種主要材料：高速鋼及硬質合金。
一、高速鋼
高速鋼是一種含鎢、鉻、釩較多的合金鋼，又名鋒鋼、風鋼或白鋼。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2兩種牌號。其中用得zui多的是Wl8Cr4V高速鋼。它們的化學成分如表4-2所示。
高速鋼材料分為帶黑皮的高速鋼和表面磨光的高速鋼兩種。前者是未經熱處理的高速鋼，后者是經熱處理的高速鋼。高速鋼硬度較高，具有一定的紅熱硬性，韌性和加工性能均較好。高速鋼車刀制造簡單，刃磨方便，容易磨得鋒利。由于高速鋼韌性好，常用于加工一些沖擊性較大、形狀不規則的零件，它也常用于制作精車刀，但因紅硬性不如硬質合金，故不宜用于高速切削。
二、硬質合金
硬質合金是由難熔材料的碳化鎢、碳化鐵和鈷的粉末在高壓下成形，經l350～1560"（2高溫燒結而成的材料，具有*的硬度，僅次于陶瓷和金剛石。硬質合金的紅硬性很好，在1000℃左右仍能保持良好切削性能；具有較高的使用強度，其抗彎強度可高達1000--1700MPa，但脆性大、韌性差、怕震，以上這些缺點可通過刃磨合理的角度加以克服，因此，硬質合金現已被廣泛應用。
常用的硬質合金可根據其制造的合金元素不同，分為以下四類：
1．鎢鈷合金
由碳化鎢和鈷組成，常溫時的硬度為HRA87～92，紅硬性為800--900，代號為YG，常用牌號為YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X屬于細顆粒碳化鎢合金。YA6則是我國試制成功的一種含有少量碳化鈷的細顆粒硬質合金。
鎢鈷合金冷硬性很高，韌性也較好，宜用于加工脆性材料，如金屬蝕口鑄鐵，也可車削沖擊性較大的工件。由于它的紅硬度較差，在600℃時，鎢鈷合金容易和切屑粘結，使刀頭前面磨損，故不宜用于車削軟鋼等韌性金屬。
YG6X細顆粒碳化鈷合金耐磨性較好，其強度近似YG6，因此車削冷硬合金鑄鐵、耐熱合金鋼及普通鑄鐵等都有良好效果。
2．鎢鈦鉆合金
由碳化鎢、碳化鈦及元素鉆組成，代號用YT表示，常用的有YT5、YTl4、YTl5、YT30等牌號。鎢鈷鈦合金的冷硬性能和紅硬性能比硬質合金高。在高溫條件下比鎢鈷合金耐熱耐磨、抗粘性大，宜于加工鋼料及其他韌性金屬材料，但由于性脆，不耐沖擊，故不宜加工脆性金屬。
3．鎢鈷鈦鈮合金
它是鎢鈷鈦合金中的新產品，由碳化鎢、碳化鈦、鈷、少量碳化鈮組成，代號為YW，常用牌號為YWl、YW2。它的耐磨性和熱硬性都比較好，適用于切削各種鑄鐵和特殊合金鋼材，如不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等較難加工的材料。
4．鎢鈷鈮類合金
這是一種含有少量碳化鈮的細顆粒鎢鉆類硬質合金，代號為YA，常用牌號為YA6。它的耐磨性能更高，適合于不銹鋼、耐熱鋼、特硬鑄鐵、鐵合金、硬塑料、玻璃和陶瓷等的加工。
在選用硬質合金時，應根據硬質合金本身性能特點、加工工件材料和切削條件等因素綜合考慮。表4-3為常用硬質合金使用性能及使用范圍，可作為選用的參考。
除高速鋼和硬質合金兩種常用車刀切削材料外，還有碳素工具鋼、合金工具鋼、金剛石、陶瓷等。碳素工具鋼、合金工具鋼的切削性能差，而金剛石價格高，以上三者都較少采用。
由于陶瓷材料比硬質合金的紅硬性更高，耐磨性好，價格低，正成為一種應用廣泛的刀具材料，但由于該種材料性脆、怕沖擊、刃磨困難，所以在使用時仍受到一定的限制。表4-4是常用車刀材料的特性及其切削成本對比情況。
車刀的使用壽命和生產效率取決于車刀材料的切削性能。車刀由刀頭和刀桿兩部分組成，刀桿一般是用碳素結構鋼制成。由于刀頭擔任切削工作，因此刀頭材料必須具有下列基本性能：
1）冷硬性。車刀在常溫時具有較高的硬度，即車刀的耐磨性。2）紅硬性。車刀在高溫下保持切削所需的硬度，該溫度的zui高值稱為"紅熱硬度"。
3）韌性。車刀切削部分承受震動和沖擊負荷所具有的強度和硬度。
車刀材料的以上三種性能是相互、相互制約的，在具體選用時，要根據工件材料的性能和切削要求分析選用，同時還要結合車刀材料在價格、工藝性能方面加以考慮，以便于以較低的成本加工、刃磨和焊接制造車刀。
各種車刀材料的基本性能優劣順序比較見表4-1。
目前用來作車刀切削部分的材料主要有高速鋼、硬質合金和非金屬材料，碳素工具鋼、合金工具鋼多用作鉆頭、絲錐等工具，用作車刀的較少。現分別介紹作車刀刀頭的兩種主要材料：高速鋼及硬質合金。
一、高速鋼
高速鋼是一種含鎢、鉻、釩較多的合金鋼，又名鋒鋼、風鋼或白鋼。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2兩種牌號。其中用得zui多的是Wl8Cr4V高速鋼。它們的化學成分如表4-2所示。
高速鋼材料分為帶黑皮的高速鋼和表面磨光的高速鋼兩種。前者是未經熱處理的高速鋼，后者是經熱處理的高速鋼。高速鋼硬度較高，具有一定的紅熱硬性，韌性和加工性能均較好。高速鋼車刀制造簡單，刃磨方便，容易磨得鋒利。由于高速鋼韌性好，常用于加工一些沖擊性較大、形狀不規則的零件，它也常用于制作精車刀，但因紅硬性不如硬質合金，故不宜用于高速切削。
二、硬質合金
硬質合金是由難熔材料的碳化鎢、碳化鐵和鈷的粉末在高壓下成形，經l350～1560"（2高溫燒結而成的材料，具有*的硬度，僅次于陶瓷和金剛石。硬質合金的紅硬性很好，在1000℃左右仍能保持良好切削性能；具有較高的使用強度，其抗彎強度可高達1000--1700MPa，但脆性大、韌性差、怕震，以上這些缺點可通過刃磨合理的角度加以克服，因此，硬質合金現已被廣泛應用。
常用的硬質合金可根據其制造的合金元素不同，分為以下四類：
1．鎢鈷合金
由碳化鎢和鈷組成，常溫時的硬度為HRA87～92，紅硬性為800--900，代號為YG，常用牌號為YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X屬于細顆粒碳化鎢合金。YA6則是我國試制成功的一種含有少量碳化鈷的細顆粒硬質合金。
鎢鈷合金冷硬性很高，韌性也較好，宜用于加工脆性材料，如金屬蝕口鑄鐵，也可車削沖擊性較大的工件。由于它的紅硬度較差，在600℃時，鎢鈷合金容易和切屑粘結，使刀頭前面磨損，故不宜用于車削軟鋼等韌性金屬。
YG6X細顆粒碳化鈷合金耐磨性較好，其強度近似YG6，因此車削冷硬合金鑄鐵、耐熱合金鋼及普通鑄鐵等都有良好效果。
2．鎢鈦鉆合金
由碳化鎢、碳化鈦及元素鉆組成，代號用YT表示，常用的有YT5、YTl4、YTl5、YT30等牌號。鎢鈷鈦合金的冷硬性能和紅硬性能比硬質合金高。在高溫條件下比鎢鈷合金耐熱耐磨、抗粘性大，宜于加工鋼料及其他韌性金屬材料，但由于性脆，不耐沖擊，故不宜加工脆性金屬。
3．鎢鈷鈦鈮合金
它是鎢鈷鈦合金中的新產品，由碳化鎢、碳化鈦、鈷、少量碳化鈮組成，代號為YW，常用牌號為YWl、YW2。它的耐磨性和熱硬性都比較好，適用于切削各種鑄鐵和特殊合金鋼材，如不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等較難加工的材料。
4．鎢鈷鈮類合金
這是一種含有少量碳化鈮的細顆粒鎢鉆類硬質合金，代號為YA，常用牌號為YA6。它的耐磨性能更高，適合于不銹鋼、耐熱鋼、特硬鑄鐵、鐵合金、硬塑料、玻璃和陶瓷等的加工。
在選用硬質合金時，應根據硬質合金本身性能特點、加工工件材料和切削條件等因素綜合考慮。表4-3為常用硬質合金使用性能及使用范圍，可作為選用的參考。
除高速鋼和硬質合金兩種常用車刀切削材料外，還有碳素工具鋼、合金工具鋼、金剛石、陶瓷等。碳素工具鋼、合金工具鋼的切削性能差，而金剛石價格高，以上三者都較少采用。
由于陶瓷材料比硬質合金的紅硬性更高，耐磨性好，價格低，正成為一種應用廣泛的刀具材料，但由于該種材料性脆、怕沖擊、刃磨困難，所以在使用時仍受到一定的限制。表4-4是常用車刀材料的特性及其切削成本對比情況。