硬質合(hé)金刀具材料選用的綜合考慮因素
硬質合金刀(dāo)具材料選用的綜合考(kǎo)慮因素
硬質合金刀具是使用較為廣泛的一類高速(sù)加工刀具材(cái)料,此類材料(liào)是通過粉末冶金工藝生產的,由硬質碳化物(通常為碳化鎢WC)顆粒和質地較軟(ruǎn)的金屬結合劑組成。目前,有數百種不(bú)同成分的WC基硬質合金,它們中大部分都采用鈷(Co)作為結合劑,鎳(Ni)和鉻(Cr)也是常用(yòng)的結合劑元素,另外(wài)還可以添加其他一些合金元素。
硬質合金刀具在兼具硬度和(hé)韌性方麵具有獨到優勢。碳化鎢(WC)本身具有很高的硬度(超過剛玉或氧化鋁),而且在工作溫度升高時其(qí)硬度也很少下降。但是,它缺乏足(zú)夠的韌性,而(ér)這對於切(qiē)削刀具是必不可少的性能。為了利用碳化鎢的高硬度,並改(gǎi)善其韌性,人們利用金屬結合劑將碳化鎢結合在一起(qǐ),從而使這種材料既具有遠(yuǎn)遠超過高速(sù)鋼的(de)硬度,同時又能夠承受在大多數切削加工中的切削力。此外,它還能承受高速加工所產生的切削(xuē)高溫(wēn)。
如今,幾(jǐ)乎所有的刀(dāo)具和刀片都(dōu)采用了塗層,因此,基體材料的作用似乎(hū)顯得不太重要了(le)。但實際上,正是硬質合金刀具材料的高(gāo)彈性係數(衡量剛度的(de)指標,室溫彈(dàn)性係數約為高速鋼的(de)三倍)為塗層提供了不變形的基底。硬質合金基體還能提供所需要的韌(rèn)性。這些性能都是硬質合金刀具(jù)材(cái)料的基本特性,但也可以(yǐ)在(zài)生產硬質合金粉體時,通過調整材料成分和(hé)微(wēi)觀結構而定製材(cái)料性能。
硬質合金刀具在切削加(jiā)工中起關鍵作用(yòng),是裝備製造業的重要組成部分,決定著製造(zào)業中零件的(de)加工效率、精度、質量(liàng)和成(chéng)本。我國的刀(dāo)具(jù)製造業(yè)現在正由傳統的粗放規模生產向(xiàng)現代的技術精密型發展(zhǎn),高端刀具是以鎢鋼刀具,硬質合(hé)金(jīn)刀具等為(wéi)發展主流。
為了便於製造,硬質(zhì)合金刀具材料應有良好的(de)工藝性,如鑄造、熱(rè)處理及磨削加工機能。當然在製造和選用時應綜合考慮經濟(jì)性(xìng)。當前超硬材料及塗層刀具材料(liào)用度都較(jiào)貴,但其使用壽命很長,在(zài)成批大量出產中,分攤到每個零(líng)件中的用度反而有所降低。因此硬質合金刀具在選用時一定要綜合考慮(lǜ):
1.先,要有良好的力學性能。一般說來,硬質合金刀具材料的硬度越高(gāo),耐磨性也(yě)越好。此外,硬質合(hé)金刀(dāo)具切削部分要承受很大的切(qiē)削力和衝(chōng)擊力。因此,硬質合金刀(dāo)具材料必須要有(yǒu)足夠的強度和韌性。
2.其次,要有良好的(de)耐熱性和導熱性。硬質合金刀具材料的(de)導熱性越好,切削時產生的熱量越容易(yì)傳導(dǎo)出去(qù),從而降低切削(xuē)部分的溫度,減輕刀具磨損。
3.當然要從經濟的角度考慮。硬質合金在滿足(zú)加工要求的前提下應考(kǎo)慮刀具選擇(zé)的經濟性,對於硬質合金刀具(jù)來講,一般情況下(xià)國產刀具價格低於進(jìn)口刀具。