刀具材料的發(fā)展和在機(jī)械加工中的應(yīng)用
2024-07-14 12:00:00刀具材料的發(fā)展和在機(jī)械加工中的應(yīng)用
一、新型硬質(zhì)合金材料
1.1稀土硬質(zhì)合金
稀土元素具有獨(dú)特的化學(xué)性能，是用途極廣的合金添加劑，其氧化物是優(yōu)良的彌散強(qiáng)化劑。在硬質(zhì)合金中添加稀土元素可強(qiáng)化合金，提高其性能。東北工學(xué)院將稀土元素加入鉆中，研制出含稀土的602mm
,710mm硬質(zhì)合金刀具材料。用該類(lèi)稀土硬質(zhì)合金刀具精加工TA6欽合金及不銹鋼零件，與原用YG8.
YG6X合金刀具相比，壽命提高4-6倍，生產(chǎn)效率提高2倍以上，被加工工件表面光潔度及精度有顯著提高，是用于欽合金和低磁不銹鋼精加工的比較理想的刀具材料。
1.2 涂層硬質(zhì)合金
涂層硬質(zhì)合金刀具在切削加工中占有重要地位。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家目前使用的涂層硬質(zhì)合金刀具已占可轉(zhuǎn)位刀具的20%。新的CNC機(jī)床的切削刀具有80%使用涂層刀具。該刀具性能優(yōu)良，其壽命比未涂層刀具提高了3-7倍，加工效率提高了1-2倍。涂層硬質(zhì)合金刀片一般采用CVD和PVD法制造，硬質(zhì)合金涂層材料主要采用AL2Os,
TiN, TiC,ICN,TiCN,等，現(xiàn)已從早期的單涂層發(fā)展到雙涂層、三涂層、多涂層。另外，新出現(xiàn)的金剛石涂層刀具頗引人注目，涂層厚度約為5-6微米，涂復(fù)時(shí)間6小時(shí)?？刹捎眠@種刀具進(jìn)行鋁合金等材料的仿形加工，使用壽命比未涂復(fù)硬質(zhì)合金刀具高3-4倍。
二、陶瓷刀具材料
陶瓷材料的成本低于PCBN(復(fù)合聚晶立方氮化硼)，具有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性，卻沒(méi)有PCBN材料的韌性和硬度高。對(duì)于加工硬度小于50HRC的工件，陶瓷材料刀具是較好的選擇。
三、 復(fù)合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具材料
由于PCBN具有很高的硬度和耐磨性，且價(jià)格低、刃磨方便、與鐵族金屬無(wú)親合反應(yīng)，因而在硬車(chē)削加工中有獨(dú)特的地位，在加工硬度低于50HRC的工件時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)條形切屑，會(huì)使PCBN刀具表面產(chǎn)生牙洼磨損，從而縮短刀具壽命，增加刀具成本。因此，加工硬度為55一56HRC的材料幾乎都采用PCBN刀具。
四、新型刀具材料在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用
在現(xiàn)代的制造業(yè)中由于對(duì)加工效率要求的不斷提高，即為了實(shí)現(xiàn)大功率、高速度、較寬硬度范圍工件的切削，相應(yīng)地也就對(duì)加工刀具的性能及對(duì)加工工件適應(yīng)的范圍提出了更高的要求。新型刀具材料的應(yīng)用，為數(shù)控機(jī)床的高速度、高精度加工提供了有利的保障。
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