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金属切削加工时利用刀具切除被加工零件多余材料从而获得合格零件的加工方法,它是机械制造业中最基本的方法。而在金属切削加工中,刀具是必不可少的一部分,而刀具材料的选择更是重要的一部分。

当前使用的刀具材料主要分为四大类:工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢)、硬质合金、陶瓷、超硬质刀具材料,一般的机加工使用最多的是高速钢与硬质合钢。

金属切削过程中,刀具切削部分是在高温、高压、摩擦、冲击和振动等恶劣条件下工作的。从刀具使用寿命来看,对刀具材料性能的要求主要是耐磨性、强韧性、高温红硬性等。而不同刀具品种和不同加工条件对刀具的性能要求又有所不同。总体上来讲,切削加工刀具材料应具备以下基本性能。

(1)足够的硬度:铣刀、镗刀、等刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度,否则在高温、高压下,就不能保持刀具正确的几何形状。例如碳素工具钢的硬度为62HRC;高速钢的硬度为63~70HRC;硬质合金的硬度为89~93HRA。刀具材料的硬度大小顺序为;金刚石>立方氮化硼>陶瓷>金属陶瓷>硬质合金>高速钢>工具钢。

(2)足够的强度和韧性:刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力、冲击力和振动等,如果刀具材料没有足够的强度和韧性,刀具就产生脆行断裂和崩刃等。

(3)足够的耐磨性和耐热性:刀具材料的耐磨性和耐热性是指抵抗磨损的能力。一般来说,刀具材料硬度越高,耐磨性也越好。刀具材料的耐热性是指所能承受的高温性能,同时具备很好的抗氧化能力。

(4)工艺性能好:为了便于制造。要求刀具材料应具备较好的可加工性,如压制成型性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能、磨削加工性能等。

(5)经济性好:性价比是评价新型刀具材料的重要指标之一,也是正确选用刀具材料,降低加工成本的重要依据之一。


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