看這一篇就足夠了!(冷作工具鋼和熱作工具鋼有什么區(qū)別?)
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立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物質(zhì),有單晶體和多晶體之分,即CBN單晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystallinecubicbornnitride,簡(jiǎn)稱PCBN)。
CBN是氮化硼(BN)的同素異構(gòu)體之一,結(jié)構(gòu)與金剛石相似。
PCBN(聚晶立方氮化硼)是在高溫高壓下將微細(xì)的CBN材料通過(guò)結(jié)合相(TiC、TiN、Al、Ti等)燒結(jié)在一起的多晶材料,是目前利用人工合成的硬度僅次于金剛石的刀具材料,它與金剛石統(tǒng)稱為超硬刀具材料。
PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質(zhì)合金復(fù)合燒結(jié)的PCBN復(fù)合刀片。
PCBN復(fù)合刀片是在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金上燒結(jié)一層O.5~1.0mm厚的PCBN而成的,其性能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性,它解決了CBN刀片抗彎強(qiáng)度低和焊接困難等問(wèn)題。
立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石,但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高硬度材料。
CBN的突出優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多,可達(dá)1200℃以上(金剛石為700~800℃),另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)惰性大,與鐵元素在1200~1300℃下也不起化學(xué)反應(yīng)。
①高的硬度和耐磨性:CBN晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似,具有與金剛石相近的硬度和強(qiáng)度。
PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料,能獲得較好的工件表面質(zhì)量。
②具有很高的熱穩(wěn)定性:CBN的耐熱性可達(dá)1400~1500℃,比金剛石的耐熱性(700~800℃)幾乎高l倍。
PCBN刀具可用比硬質(zhì)合金刀具高3~5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。
③優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性:與鐵系材料到12001300℃時(shí)也不起化學(xué)作用,不會(huì)像金剛石那樣急劇磨損,這時(shí)它仍能保持硬質(zhì)合金的硬度;PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵,可廣泛應(yīng)用于鑄鐵的高速切削。
④具有較好的熱導(dǎo)性:CBN的熱導(dǎo)性雖然趕不上金剛石,但是在各類刀具材料中PCBN的熱導(dǎo)性僅次于金剛石,大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。
⑤具有較低的摩擦系數(shù):低的摩擦系數(shù)可導(dǎo)致切削時(shí)切削力減小,切削溫度降低,加工表面質(zhì)量提高。
立方氮化硼適于用來(lái)精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金、硬質(zhì)合金、表面噴涂材料等難切削材料。
加工精度可達(dá)IT5(孔為IT6),表面粗糙度值可小至Ra1.25。
因此,立方氮化硼車刀不宜用于低速、沖擊載荷大的粗加工;同時(shí)不適合切削塑性大的材料(如鋁合金、銅合金、鎳基合金、塑性大的鋼等),因?yàn)榍邢鬟@些金屬時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的積屑瘤,而使加工表面惡化。
陶瓷刀具材料種類一般可分為氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、復(fù)合氮化硅一氧化鋁基陶瓷三大類。
其中以氧化鋁基和氮化硅基陶瓷刀具材料應(yīng)用最為廣泛。
①硬度高、耐磨性能好:陶瓷刀具的硬度雖然不及PCD和PCBN高,但大大高于硬質(zhì)合金和高速鋼刀具,達(dá)到93-95HRA。
陶瓷刀具可以加工傳統(tǒng)刀具難以加工的高硬材料,適合于高速切削和硬切削。
②耐高溫、耐熱性好:陶瓷刀具在1200℃以上的高溫下仍能進(jìn)行切削。
陶瓷刀具具有很好的高溫力學(xué)性能,A12O3陶瓷刀具的抗氧化性能特別好,切削刃即使處于赤熱狀態(tài),也能連續(xù)使用。
因此,陶瓷刀具可以實(shí)現(xiàn)干切削,從而可省去切削液。
③化學(xué)穩(wěn)定性好:陶瓷刀具不易與金屬產(chǎn)生粘接,且耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好,可減小刀具的粘接磨損。
④摩擦系數(shù)低:陶瓷刀具與金屬的親合力小,摩擦系數(shù)低,可降低切削力和切削溫度。
陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。
陶瓷刀具適用于切削加工各種鑄鐵(灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵)和鋼材(碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)度鋼、高錳鋼、淬火鋼等),也可用來(lái)切削銅合金、石墨、工程塑料和復(fù)合材料。
陶瓷刀具材料性能上存在著抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差問(wèn)題,不適于在低速、沖擊負(fù)荷下切削。
對(duì)刀具進(jìn)行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一。
涂層刀具的出現(xiàn),使刀具切削性能有了重大突破。
涂層刀具是在韌性較好刀體上,涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物,它將刀具基體與硬質(zhì)涂層相結(jié)合,從而使刀具性能大大提高。
涂層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長(zhǎng)刀具使用壽命、降低加工成本。
新型數(shù)控機(jī)床所用切削刀具中有80%左右使用涂層刀具。
涂層刀具將是今后數(shù)控加工領(lǐng)域中最重要的刀具品種。
根據(jù)涂層方法不同,涂層刀具可分為化學(xué)氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。
涂層硬質(zhì)合金刀具一般采用化學(xué)氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。
涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右;。
根據(jù)涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質(zhì)合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。
根據(jù)涂層材料的性質(zhì),涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和‘軟”涂層刀具。
“硬”涂層刀具追求的主要目標(biāo)是高的硬度和耐磨性,其主要優(yōu)點(diǎn)是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層。
“軟”涂層刀具追求的目標(biāo)是低摩擦系數(shù),也稱為自潤(rùn)滑刀具,它與工件材料的摩擦系數(shù)很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。
最近開(kāi)發(fā)了納米涂層(Nanoeoating)刀具。
這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合(如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。
設(shè)計(jì)合理的納米涂層可使刀具材料具有優(yōu)異的減摩抗磨功能和自潤(rùn)滑性能,適合于高速干切削。
①力學(xué)和切削性能好:涂層刀具將基體材料和涂層材料的優(yōu)良性能結(jié)合起來(lái),既保持了基體良好的韌性和較高的強(qiáng)度,又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低摩擦系數(shù)。
因此,涂層刀具的切削速度比未涂層刀具可提高2倍以上,并允許有較高的進(jìn)給量。
②通用性強(qiáng):涂層刀具通用性廣,加工范圍顯著擴(kuò)大,一種涂層刀具可以代替數(shù)種非涂層刀具使用。
③涂層厚度:隨涂層厚度的增加刀具壽命也會(huì)增加,但當(dāng)涂層厚度達(dá)到飽和,刀具壽命不再明顯增加。
涂層太厚時(shí),易引起剝離;涂層太薄時(shí),則耐磨性能差。
④重磨性:涂層刀片重磨性差、涂層設(shè)備復(fù)雜、工藝要求高、涂層時(shí)間長(zhǎng)。
⑤涂層材料:不同涂層材料的刀具,切削性能不一樣。
如:低速切削時(shí),TiC涂層占有優(yōu)勢(shì);高速切削時(shí),TiN較合適。
涂層刀具在數(shù)控加工領(lǐng)域有巨大潛力,將是今后數(shù)控加工領(lǐng)域中最重要的刀具品種。
涂層技術(shù)已應(yīng)用于立銑刀、鉸刀、鉆頭、復(fù)合孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、成形拉刀及各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片,滿足高速切削加工各種鋼和鑄鐵、耐熱合金和有色金屬等材料的需要。
硬質(zhì)合金刀具,特別是可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具,是數(shù)控加工刀具的主導(dǎo)產(chǎn)品,20世紀(jì)80年代以來(lái),各種整體式和可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金刀具或刀片的品種已經(jīng)擴(kuò)展到各種切削刀具領(lǐng)域,其中可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具由簡(jiǎn)單的車刀、面銑刀擴(kuò)大到各種精密、復(fù)雜、成形刀具領(lǐng)域。
按主要化學(xué)成分區(qū)分,硬質(zhì)合金可分為碳化鎢基硬質(zhì)合金和碳(氮)化鈦(TiC(N))基硬質(zhì)合金。
碳化鎢基硬質(zhì)合金包括鎢鈷類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)、添加稀有碳化物類(YW)三類,它們各有優(yōu)缺點(diǎn),主要成分為碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)、碳化鈮(NbC)等,常用的金屬粘接相是Co。
碳(氮)化鈦基硬質(zhì)合金是以TiC為主要成分(有些加入了其他碳化物或氮化物)的硬質(zhì)合金,常用的金屬粘接相是Mo和Ni。
ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)將切削用硬質(zhì)合金分為三類:。
K類,包括Kl0~K40,相當(dāng)于我國(guó)的YG類(主要成分為WC.Co)。
P類,包括P01~P50,相當(dāng)于我國(guó)的YT類(主要成分為WC.TiC.Co)。
M類,包括M10~M40,相當(dāng)于我國(guó)的YW類(主要成分為WC-TiC-TaC(NbC)-Co)。
各個(gè)牌號(hào)分別以01~50之間的數(shù)字表示從高硬度到最大韌性之間的一系列合金。
①高硬度:硬質(zhì)合金刀具是由硬度和熔點(diǎn)很高的碳化物(稱硬質(zhì)相)和金屬粘結(jié)劑(稱粘接相)經(jīng)粉末冶金方法而制成的,其硬度達(dá)89~93HRA,遠(yuǎn)高于高速鋼,在5400C時(shí),硬度仍可達(dá)82~87HRA,與高速鋼常溫時(shí)硬度(83~86HRA)相同。
硬質(zhì)合金的硬度值隨碳化物的性質(zhì)、數(shù)量、粒度和金屬粘接相的含量而變化,一般隨粘接金屬相含量的增多而降低。
在粘接相含量相同時(shí),YT類合金的硬度高于YG類合金,添加TaC(NbC)的合金具有較高的高溫硬度。
②抗彎強(qiáng)度和韌性:常用硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度在900~1500MPa范圍內(nèi)。
當(dāng)粘接劑含量相同時(shí),YG類(WC-Co)合金的強(qiáng)度高于YT類(WC-TiC-Co)合金,并隨著TiC含量的增加,強(qiáng)度降低。
硬質(zhì)合金是脆性材料,常溫下其沖擊韌度僅為高速鋼的1/30~1/8。
YG類合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。
細(xì)晶粒硬質(zhì)合金(如YG3X、YG6X)在含鈷量相同時(shí)比中晶粒的硬度和耐磨性要高些,適用于加工一些特殊的硬鑄鐵、奧氏體不銹鋼、耐熱合金、鈦合金、硬青銅和耐磨的絕緣材料等。
YT類硬質(zhì)合金的突出優(yōu)點(diǎn)是硬度高、耐熱性好、高溫時(shí)的硬度和抗壓強(qiáng)度比YG類高、抗氧化性能好。
因此,當(dāng)要求刀具有較高的耐熱性及耐磨性時(shí),應(yīng)選用TiC含量較高的牌號(hào)。
YT類合金適合于加工塑性材料如鋼材,但不宜加工鈦合金、硅鋁合金。
YW類合金兼具YG、YT類合金的性能,綜合性能好,它既可用于加工鋼料,又可用于加工鑄鐵和有色金屬。
這類合金如適當(dāng)增加鈷含量,強(qiáng)度可很高,可用于各種難加工材料的粗加工和斷續(xù)切削。
高速鋼(HighSpeedSteel,簡(jiǎn)稱HSS)是一種加入了較多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。
高速鋼刀具在強(qiáng)度、韌性及工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能,在復(fù)雜刀具,尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復(fù)雜刀具,高速鋼仍占據(jù)主要地位。
按用途不同,高速鋼可分為通用型高速鋼和高性能高速鋼。
冷作工具鋼和熱作工具鋼有什么區(qū)別?
冷作工具鋼通常含碳量較高(1.45%~2.30%),以滿足高淬透性和耐磨性的要求。
有時(shí)使用中碳鋼來(lái)提高模具的抗沖擊性和韌性。
冷作模具鋼中添加Cr(11%~13%)、Mo、W、V等合金元素,主要是為了提高淬透性和耐磨性。
對(duì)紅硬性、導(dǎo)熱性和耐磨性有較多要求,一般對(duì)硬度要求較高。
Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素可提高淬透性、抗氧化性、耐磨性和紅硬性。
冷作工具鋼主要用于制作落料模(落料模、切邊模、沖頭、剪刀)、冷鐓模和冷擠壓模、彎曲模和拉深模。
常用的銑刀材料有哪些?
用高壓氬氣或純氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水,直接得到細(xì)小的高速鋼粉末,高溫下壓制致密的鋼坯,然后鍛軋成鋼材或刀具形狀。
有效地解決了一般熔煉高速鋼在鑄錠時(shí)要產(chǎn)生的大碳化物共I3H偏析,得到細(xì)小均勻的結(jié)晶組織,因而有良好的機(jī)械性能,強(qiáng)度和韌性分別是煉高速鋼的2倍和2.5~3倍;磨加工性好;物理機(jī)械性能高度各向同性,淬火變形小;碳化顆粒均勻分布的表面較大,不易從切削刃上剝落,耐磨性提高20%~30%。
適合于制造切削加工材料的刀具、大尺寸刀具(如滾刀、插齒刀)、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具,高壓動(dòng)荷下使用的刀具等。
由難熔金屬碳化物(如WC、TiC)和金屬粘結(jié)劑(如Co)經(jīng)粉末冶金法制成。
因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物,其硬度、耐磨性、熱性都很高。
HRA89~93,在8001000(、還能承擔(dān)切削,耐用度較高速鋼高幾十倍,當(dāng)耐用相同時(shí),切削速度可提高4~10倍。
惟抗彎強(qiáng)度較高速鋼低,僅為0.9~1.5GPa(90~l50kgf/mm2)、沖擊韌性差,切削時(shí)不承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。
碳化物含量較高時(shí),硬度高,但抗彎強(qiáng)度低;粘結(jié)劑含量較高時(shí),抗彎強(qiáng)度高,但硬度低。
硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料(約占so%),如大多數(shù)的車刀、端銑以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。
它還可用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬料。
1.YG(K)類,即WC-Co類硬質(zhì)合金:由WC和Co組成,牌號(hào)有YG6、YG8、YG3YG6X,含Co量分別為6%、8%、3%、6%,硬度為HRA89~91.5,抗彎強(qiáng)度為1.1~1.SG(ll0~l50kgf/mm2)。
有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒之分,一般(如YG6、YG8)為中粒,細(xì)晶粒(如YG3X、YG6X)在含鈷量相同時(shí)比中晶粒的硬度、耐磨性要高些,但抗彎強(qiáng)度、韌性則低些。
此類合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好,較適于加工產(chǎn)生崩碎切屑、有沖擊性切削力作用在口附近的脆性材料,如鑄鐵、有色金屬及其合金以及導(dǎo)熱系數(shù)低的不銹鋼和對(duì)刃口韌性要求(如端銑)的鋼料等。
2.YT(P)類,即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金:硬質(zhì)合金除WC外,還含有5%~30%的TiC,號(hào)有YT5,YT14、YT15、YT390,TiC的含量分別為5%、14%、15%、30%;相應(yīng)的鈷含量為5%、8%、6%、4%,硬度為HRA89.5~92.5,抗彎強(qiáng)度為0.9~1.4GPa(90~l40kgf/mm2),鈷含量提高、Co含量降低,硬度和耐磨性提高,抗彎強(qiáng)度,特別是沖擊韌性顯著降低。
此類合金有較高的硬度和耐磨性、抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力好;但抗彎強(qiáng)度、磨削性導(dǎo)熱系數(shù)下降,低溫脆性大、韌性差。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于看這一篇就足夠了!的介紹了,冷作工具鋼和熱作工具鋼有什么區(qū)別?是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)?lái)幫助。

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