BW Cutting Tools www.tool-tool.com: 常見切削刀具材料

常見切削刀具材料

刀具材料性能的優劣是影響加工表面品質、切削加工效率、刀具壽命的基本因素。切削加工時，直接擔負切削工作的是刀具的切削部分。刀具切削性能的好壞大多取決於構成刀具切削部分的材料、切削部分的幾何參數及刀具結構的選擇和設計是否合理。切削加工生產率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面品質的優劣等等，在很大程度上都取決於刀具材料的合理選擇。

刀具材料應具備的性能:

較高的硬度和耐磨性;
足夠的強度和韌度;
較高的耐熱性;
良好的技術性和經濟性。

常用的刀具材料:

碳素工具鋼:
含碳量較高的優質鋼(含碳量為0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火後硬度較高、價廉，但耐熱性較差。
合金工具鋼刀具材料:
在碳素工具鋼中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素，形成 (如 9SiCr等)，可適當減少熱處理變形和提高耐熱性。常用來製造一些切削速度不高的手工工具，如銼刀、鋸條、鉸刀等，較少用於製造其它刀具。
高速鋼刀具材料:
它是含W、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼。普通高速鋼：如W18Cr4V，廣泛地用於製造形狀較為複雜的各種刀具，如麻花鑽、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其它成形刀具等。
硬質合金刀具材料:
硬質合金是由難熔金屬碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC 等)和金屬粘結劑(如Co、Ni等)粉末經粉末冶金的方法製成。它的硬度高、耐磨性好、耐熱性高，允許的切削速度比高速鋼高數倍，但其強度和韌度均較高速鋼低，工藝性也不如高速鋼。因此常製成各種型式的刀片，焊接或機械夾固在車刀、刨刀、端銑刀等的刀柄(刀體)上使用。
陶瓷或金屬陶瓷刀具材料:
Al 2O3基和Si3N4基兩類。以氧化鋁或以氮化矽為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結而成的一種刀具材料。有很高的硬度與耐磨性，常溫硬度達91～95HRC；有很高的耐熱性，在1200℃高溫下硬度為80HRC；而且高溫條件下抗彎強度、韌性降低極少；有很高的化學穩定性，陶瓷與金屬親和力小，高溫抗氧化性能好，即使在熔化溫度下也不與鋼相互作用。因而刀具的粘結、擴散、氧化磨損較少；有較低的摩擦係數，切屑不易粘刀，不易產生積屑瘤。
超硬(superhard)刀具材料 :
它包括天然金剛石、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼3種
- 天然金剛石：自然界最硬的材料，其硬度範圍在HK8 000～12 000 (HK，Knoop硬度，單位為kgf/mm2)，耐熱性為700～800℃。天然金剛石的耐磨性極好，但價格昂貴，主要用於加工精度和表面粗糙度要求極高的零件，如加工磁片、鐳射反射鏡、感光鼓、多面鏡等。其主要缺點是與鐵族材料有親和作用，不宜加工鋼和鑄鐵。
- 聚晶金剛石(PCD)：碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉化而成，是目前人工製造出的最堅硬物質。硬度極高，耐磨性好，切削刃口鋒利，刃部表面摩擦係數較小，不易產生粘結或積屑瘤，可在大部分場合可替代天然金剛石，可製成各種車刀、鏜刀、銑刀等刀片。
- 立方氮化硼(CBN):立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉化而成。有很高的硬度及耐磨性，熱穩定性好，化學惰性大，與鐵系金屬在1300℃時不易起化學反應，導熱性好，摩擦係數低。