數控車床各類刀具材料的特性和用途1

日期 :2014-08-12 08:55:34

數控車床刀具切削部分材料的種類很多，有金屬材料和非金屬材料之分，并可歸納為工具鋼、硬質合金、陶瓷和超硬材料四大類。
目前切削部分常用的材料是高速工具鋼和硬質合金等。
1．高速工具鋼。工具鋼分碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。碳素工具鋼是指含碳量（質量分數）為0.65%~1.35%的優質高碳鋼，如TIOA和T12A等。在碳素工具鋼中再加入適量的合金元素如錳、鉻、鎢、硅和釩等，即稱合金工具鋼，如9SiCr、GCr15、CrWMn等。它們熱處理后的硬度較高，一般可達60一65HRC，但由于回火溫度較低，當切削溫度超過其回火溫度時，材料內部的金相組織發生相變，使其硬度顯著下降而磨損，它們的耐熱溫度均在400C°以下。所以主要用于制造一些低速的手動刃具，如手用絲錐、扳牙等，數控車床現在已經應用較少，所有下面只介紹被廣泛應用的高速工具鋼。
高速工具鋼是在碳素鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素，它與碳素工具鋼和合金工具鋼相比，可提高切削速度1—3倍，由此被稱作高速工具鋼，簡稱高速鋼。
(1)高速鋼的力學性能。高速鋼是一種含鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(v)等綜合元素較多的高合金工具鋼。它的主要特點是具有較高的硬度(淬火后硬度為63~70HRC)、強度和耐磨性、較高的耐熱性（540。C一600℃）和淬硬性以及較好的工藝性能，便于制造和刃磨。
高速鋼是一種綜合性能較好的刀具材料，在刃磨后，能獲得鋒利的切削刃，故又稱之為“鋒鋼”。由于數控車床刀具采用高速鋼制造，因而刀具刃口強度和韌性高，故能承受較大的沖擊載荷，所以目前高速鋼仍是制造刀具，尤其是制造形狀復雜刀具時較多使用的刀具材料。
高速鋼按其性能，可分為普通高速鋼和高性能高速鋼；按其化學成份來分，又可分為鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
(2)常用高速鋼的用途會根據各品牌高速鋼的特點和成本因素來確定，它們的主要用途也各有側重，現簡單介紹如下：
1) W18Cr4V。綜合性能好，成本低，用途廣泛。多用于制造精加工車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、絲錐等常用刃具。
2) W6M05C14V2。強度和韌性較好，多用于制造要求熱塑性好和承受較大沖擊而結構單薄的刀具，如軋制鉆頭等。
3) W12Cr4V4Mo。屬高釩高速鋼，耐磨性較好，適于切削對刀具磨損大的材料，如高強度鋼、不銹鋼以及硬橡膠和塑料等。
4) W6M05Cr4V2AI。屬含鋁超硬高速鋼，稱501鋼。用于制造銑刀、齒輪刀具和拉刀等精密成形刃具，刀具使用壽命較長，大約為W18Cr4V的l 5倍以上。
5) W10M04Cr4V3AI (5F6)。也屬含鋁高速鋼，力學性能與501鋼相近。它的突出特點是耐磨性能極好，刀具壽命為W18 04V的2倍以上。
6) W2M09CI4VC08。國際上典型的牌號M42，是含鈷的超硬高速鋼，常溫和高溫下的硬度很高，適于加工高強度的耐熱鋼、鈦合金鋼、奧氏體不銹鋼等難以切削的材料，而且可磨性好，適于制作精密復雜的刀具。但沖擊韌度較差，不宜在沖擊切削條件下工作。

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