数控车床各类刀具材料的特性和用途1

日期 :2014-08-12 08:55:34

数控车床刀具切削部分材料的种类很多，有金属材料和非金属材料之分，并可归纳为工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料四大类。
目前切削部分常用的材料是高速工具钢和硬质合金等。
1．高速工具钢。工具钢分碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。碳素工具钢是指含碳量（质量分数）为0.65%~1.35%的优质高碳钢，如TIOA和T12A等。在碳素工具钢中再加入适量的合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，即称合金工具钢，如9SiCr、GCr15、CrWMn等。它们热处理后的硬度较高，一般可达60一65HRC，但由于回火温度较低，当切削温度超过其回火温度时，材料内部的金相组织发生相变，使其硬度显著下降而磨损，它们的耐热温度均在400C°以下。所以主要用于制造一些低速的手动刃具，如手用丝锥、扳牙等，数控车床现在已经应用较少，所有下面只介绍被广泛应用的高速工具钢。
高速工具钢是在碳素钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素，它与碳素工具钢和合金工具钢相比，可提高切削速度1—3倍，由此被称作高速工具钢，简称高速钢。
(1)高速钢的力学性能。高速钢是一种含钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(v)等综合元素较多的高合金工具钢。它的主要特点是具有较高的硬度(淬火后硬度为63~70HRC)、强度和耐磨性、较高的耐热性（540。C一600℃）和淬硬性以及较好的工艺性能，便于制造和刃磨。
高速钢是一种综合性能较好的刀具材料，在刃磨后，能获得锋利的切削刃，故又称之为“锋钢”。由于数控车床刀具采用高速钢制造，因而刀具刃口强度和韧性高，故能承受较大的冲击载荷，所以目前高速钢仍是制造刀具，尤其是制造形状复杂刀具时较多使用的刀具材料。
高速钢按其性能，可分为普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成份来分，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。
(2)常用高速钢的用途会根据各品牌高速钢的特点和成本因素来确定，它们的主要用途也各有侧重，现简单介绍如下：
1) W18Cr4V。综合性能好，成本低，用途广泛。多用于制造精加工车刀、铣刀、钻头、铰刀、丝锥等常用刃具。
2) W6M05C14V2。强度和韧性较好，多用于制造要求热塑性好和承受较大冲击而结构单薄的刀具，如轧制钻头等。
3) W12Cr4V4Mo。属高钒高速钢，耐磨性较好，适于切削对刀具磨损大的材料，如高强度钢、不锈钢以及硬橡胶和塑料等。
4) W6M05Cr4V2AI。属含铝超硬高速钢，称501钢。用于制造铣刀、齿轮刀具和拉刀等精密成形刃具，刀具使用寿命较长，大约为W18Cr4V的l 5倍以上。
5) W10M04Cr4V3AI (5F6)。也属含铝高速钢，力学性能与501钢相近。它的突出特点是耐磨性能极好，刀具寿命为W18 04V的2倍以上。
6) W2M09CI4VC08。国际上典型的牌号M42，是含钴的超硬高速钢，常温和高温下的硬度很高，适于加工高强度的耐热钢、钛合金钢、奥氏体不锈钢等难以切削的材料，而且可磨性好，适于制作精密复杂的刀具。但冲击韧度较差，不宜在冲击切削条件下工作。

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