目前廣泛應用的數控加工刀具材料主要有金剛石刀具、立方氮化硼刀具、塗層刀具、高速鋼和硬質合金刀具等。
數控加工用刀具材料必須根據所加工的工件和加工性質來選擇。切削刀具的材料選用應該與加工對象合理匹配,以獲得最長的刀具壽命和最大的切削加工生産率。
一、金剛石刀具
金剛石刀具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、高熱導、低熱膨脹系數,以及與非鐵金屬親和力小等優點。可以用于非金屬硬脆材料如石墨、高耐磨材料、複合材料、高矽鋁合金及其它韌性有色金屬材料的精密加工。
金剛石刀具類型繁多,性能差異顯著,不同類型金剛石刀具的結構、制備方法和應用領域有較大區别。
二、立方氮化硼刀具
立方氮化硼刀片是利用人工方法在高溫高壓條件下用立方氮化硼微粉和少量的結合劑合成的,其硬度僅次于金剛石而遠遠高于其它材料,因此它與金剛石刀具統稱為超硬刀具。
它具有很高的硬度、熱穩定性和化學惰性,其熱穩定性遠高于金鋼石,對鐵系金屬元素有較大的化學穩定性,因此常用于黑色金屬的切削。立方氮化硼刀片的使用是對金屬加工的一大貢獻,導緻切削發生革命性變化,是切削技術的第二次飛躍。
三、塗層刀具
塗層刀具是在強度和韌性較好的硬質合金或高速鋼基體表面上,利用氣相沉積方法塗覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物(也可塗覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而制備的。
塗層作為一個化學屏障和熱屏障,減少了刀具與工件間的擴散和化學反應,從而減少了基體的磨損。塗層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學性能穩定、耐熱耐氧化、摩擦系數小和熱導率低等特性,切削時可比未塗層刀具壽命提高3~5倍以上,提高切削速度20%~70%,提高加工精度0.5~1級,降低刀具消耗費用20%~50%。
四、高速鋼刀具
高速鋼(HSS)是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,因刃磨時易獲得鋒利的刃口,又稱“鋒鋼”,俗稱白鋼。
是在合金工具鋼中加入較多的鎢、钼、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼的工藝性能好,強度和韌性配合好,是目前應用最廣泛的刀具材料。
五、硬質合金刀具
硬質合金是由硬度和熔點都很高的碳化物,用Co、Mo、Ni作粘結劑燒結而成的粉末冶金制品。其常溫硬度可達78~82 HRC,能耐850~1000℃的高溫,切削速度可比高速鋼高4~10倍。
但其沖擊韌性與抗彎強度遠比高速鋼差,因此很少做成整體式刀具。實際使用中,常将硬質合金刀片焊接或用機械夾固的方式固定在刀體上。
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