三、其他刀具材料简介
1.涂层硬质合金
这种材料是在韧性、强度较好的硬质合金基体上或高速钢基体上,采用化学气相沉积(CVD)法或物理气相沉积(PVD)法涂覆一层极薄硬质和耐磨性极高的难熔金属化合物而得到的刀具材料。通过这种方法,使刀具既具有基体材料的强度和韧性,又具有很高的耐磨性。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等。TiC的韧性和耐磨性好;TiN的抗氧化、抗粘结性好;Al2O3的耐热性好。使用时可根据不同的需要选择涂层材料。
2.陶瓷
其主要成分是Al2O3,刀片硬度可达78 HRC以上,能耐1200~1450℃的高温,故能承受较高的切削速度。但抗弯强度低,冲击韧性差,易崩刃。主要用于钢、铸铁、高硬度材料及高精度零件的精加工。
3.金刚石
金刚石分人造和天然两种,做切削刀具的材料,大多数是人造金刚石,其硬度极高,可达10000 HV(硬质合金仅为1300~1800 HV)。其耐磨性是硬质合金的80~120倍。但刃性差,对铁族材料亲和力大。因此一般不宜加工黑色金属,主要用于硬质合金、玻璃纤维塑料、硬橡胶、石墨、陶瓷、有色金属等材料的高速精加工。
4.氮化硼(CNB)
这是人工合成的超硬刀具材料,其硬度可达7300~9000HV,仅次于金刚石的硬度。但热稳定性好,可耐1300~1500℃高温,与铁族材料亲和力小。但强度低,焊接性差。目前主要用于加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料。
刀具材料的选用应对使用性能、工艺性能、价格等因素进行综合考虑,做到合理选用。例如,车削加工45钢自由锻齿轮毛坯时,由于工件表面不规则且有氧化皮,切削时冲击力大,选用韧性好的K类(钨钴类)就比P类(钨钴钛类)有利。又如车削较短钢料螺纹时,按理要用YT,但由于车刀在工件切入处要受冲击,容易蹦刃,所以一般采用YG比较有利。虽然它的热硬性不如YT,但工件短,散热容易,热硬性就不是主要矛盾了。
总的来说,涂层刀主要是这四种:涂层高速钢刀具,涂层硬质合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀片上的涂层刀具。但以前两种涂层刀具使用多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料,目的是为了提高刀片表面的断裂韧度(可提高10%以上),可减少刀片的崩刃及破损,扩大应用范围。
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