《切削原理与刀具》第二章 刀具材料.ppt

应具备性能 常用刀具材料 其它刀具材料 超硬刀具 刀具材料的发展与切削加工高速化的关系 切削速度（m/min） 2000 1000 500 200 100 50 20 10 1800 1850 1900 1950 2000 年代 碳素工具钢 合金工具钢 WC系硬质合金 高速钢 WC-TiC系硬质合金 涂层硬质合金 TiAlN涂层硬质合金 DLC涂层硬质合金 TiC-TiN金属陶瓷 聚晶立方氮化硼 （PCBN） 陶瓷 聚晶金刚石 （PCD） 刀具材料种类 合金 高速钢 硬质合金 陶瓷 天然 聚晶金刚石 聚晶立方氮 工具钢 W18Cr4V YG6 Si3N4 金刚石 PCD 化硼 PCBN 材料性能 硬度 HRC65 HRC66 HRA90 HRA93 HV10000 HV7500 HV4000 抗弯强度 2.4GPa 3.2GPa 1.45GPa 0.8GPa 0.3GPa 2.8GPa 1.5GPa 导热系数 40-50 20-30 70-100 30-40 146.5 100-120 40-100 热稳定性 350℃ 620℃ 1000℃ 1400℃ 800℃ 600-800℃ ＞1000 ℃ 化学惰性 低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大 耐磨性 低 低 较高 高 最高 最高 很高 一般精度 Ra≤0.8 高精度 Ra=0.4-0.2 加工质量 Ra≤0.8 IT7-8 Ra=0.1-0.05 IT5-6 IT7-8 IT5-6 可替代磨削 加工对象 低速加工一般钢材、铸铁 一般钢材、铸铁粗、精加工 一般钢材、铸铁粗、精加工 高硬度钢材精加工 硬质合金、铜、铝有色金属及其合金、陶瓷等高硬度材料 淬火钢、冷硬铸铁、高温合金等难加工材料 普通刀具材料与超硬刀具材料性能与用途对比 超硬刀具 §2.4 超硬刀具 一、超硬刀具材料 超硬刀具是指用天然单晶金刚石及性能与之相近的人造金刚石和立方氮化硼作为切削部分的刀具。 超硬刀具出现于20世纪50年代，主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具。 应具备性能 常用刀具材料 其它刀具材料 二、超硬刀具的类型 人造聚晶金刚石(PCD)或聚晶立方氮化硼(PCBN) 刀具； 人造聚晶金刚石(PCD)或聚晶立方氮化硼(PCBN) 复合片刀具； 超硬材料涂层刀具； 电镀金刚石或电镀立方氮化硼。 超硬刀具 应具备性能 常用刀具材料 其它刀具材料 1. PCD或PCBN刀具 可任意取向刃磨，抗磨损能力强； 原料来源丰富，其价格远低于ND刀具； 可采用较高的切削速度和较大的背吃刀量； 晶粒尺寸大，切削刃较粗糙，刃口质量差。 PCD又称为金刚石烧结体，是在高温高压作用下，通过钴等结合剂将人造金刚石的单晶粉聚晶成的多晶体材料。PCBN是CBN单晶粉的烧结体。 超硬刀具 应具备性能 常用刀具材料 其它刀具材料 2. PCD或PCBN复合片刀具 超硬刀具 应具备性能 常用刀具材料 其它刀具材料 以硬质合金为基底，在其表面烧结或压制一层0.5～1mm厚的PCD或PCBN而组成的金刚石复合片或立方氮化硼复合片。 这种复合片的抗弯强度与硬质合金基本一致，而