三、其他刀具材料簡介
1.涂層硬質合金
這種材料是在韌性、強度較好的硬質合金基體上或高速鋼基體上,采用化學氣相沉積(CVD)法或物理氣相沉積(PVD)法涂覆一層極薄硬質和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料。通過這種方法,使刀具既具有基體材料的強度和韌性,又具有很高的耐磨性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等。TiC的韌性和耐磨性好;TiN的抗氧化、抗粘結性好;Al2O3的耐熱性好。使用時可根據不同的需要選擇涂層材料。
2.陶瓷
其主要成分是Al2O3,刀片硬度可達78 HRC以上,能耐1200~1450℃的高溫,故能承受較高的切削速度。但抗彎強度低,沖擊韌性差,易崩刃。主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。
3.金剛石
金剛石分人造和天然兩種,做切削刀具的材料,大多數是人造金剛石,其硬度極高,可達10000 HV(硬質合金僅為1300~1800 HV)。其耐磨性是硬質合金的80~120倍。但刃性差,對鐵族材料親和力大。因此一般不宜加工黑色金屬,主要用于硬質合金、玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、陶瓷、有色金屬等材料的高速精加工。
4.氮化硼(CNB)
這是人工合成的超硬刀具材料,其硬度可達7300~9000HV,僅次于金剛石的硬度。但熱穩定性好,可耐1300~1500℃高溫,與鐵族材料親和力小。但強度低,焊接性差。目前主要用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料。
刀具材料的選用應對使用性能、工藝性能、價格等因素進行綜合考慮,做到合理選用。例如,車削加工45鋼自由鍛齒輪毛坯時,由于工件表面不規則且有氧化皮,切削時沖擊力大,選用韌性好的K類(鎢鈷類)就比P類(鎢鈷鈦類)有利。又如車削較短鋼料螺紋時,按理要用YT,但由于車刀在工件切入處要受沖擊,容易蹦刃,所以一般采用YG比較有利。雖然它的熱硬性不如YT,但工件短,散熱容易,熱硬性就不是主要矛盾了。
總的來說,涂層刀主要是這四種:涂層高速鋼刀具,涂層硬質合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金剛石或立方氮化硼)刀片上的涂層刀具。但以前兩種涂層刀具使用多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂層是硬度較基體低的材料,目的是為了提高刀片表面的斷裂韌度(可提高10%以上),可減少刀片的崩刃及破損,擴大應用范圍。
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