高速钢刀具切削性能切削原理附制造工艺研究.doc

毕业设计 20 年4 月 22 日 高速钢刀具的切削性能、切削原理及制造工艺的研究 摘要 本文主要论述了高速钢刀具，高速钢刀具是一种高碳且含有大量W、Mo、Cr、V、Co等合金元素的合金刃具钢。高速钢经热处理后，在600℃以下仍然保持高的硬度．可达HRC60以上故可在较高温度条件下保持高速切削能力和高耐磨性。同时具有足够高的强度，并兼有适当的塑性和韧性，这是其他超硬工具材料所无法比拟的。高速钢还具有很高的淬透性．中小型刃具甚至在空气中冷却也能淬透，故有风钢之称。 同碳素刃具钢和合金刀具钢相比，高速钢的切削速度可提高2～4倍，刃具寿命提高8—15倍。因此高速钢广泛用于制造尺寸大、切削速度高、负荷重、工作温度高的各种机加工刃具，如车刀、锉刀、铣刀、刨刀、拉刀、钻头等。此外．还可应用在模具及一些特殊轴承方面。总之．现代工具材料高速钢刀具仍占材料总量的65％而产值则占70％左右．所以高速钢自问世以来．经百年使用而不衰。 高速钢刀具是一种比普通刀具要坚韧，更容易切割的刀具，是一种新产品。在机械制造中用于切削加工。本篇论文介绍了高速钢刀具的常用刀具材料、切削性能、切削原理、加工工艺及热处理工艺，从而更好的理解高速钢刀具在机械行业中的的重要地位。 关键词:高速钢；刀具；材料；切削性能；切削力；工艺；热处理 高速钢刀具的切削性能、切削原理及制造工艺的研究 目 录 摘要…………………………………………………………………………………2 前言…………………………………………………………………………………4 第一章 常用高速钢刀具材料……………………………………………5 1.1刀具的性能及刀具材料的选择……………………………………………5 1.2 性能高速钢…………………………………………………………………7 1.3 普通高速钢…………………………………………………………………8 第二章 高速钢刀具的切削原理及控制………………………………10 2.1 切削的形成过程…………………………………………………………10 2.2 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响………………………………10 2.3 切削的类型与控制………………………………………………………13 2.4 切削力………………………………………………………………………13 第三章 铸造高速钢刀具的生产工艺…………………………………16 3.1 铸造高速钢刀具的生产工艺…………………………………………16 3.2 铸造刀具的性能…………………………………………………………18 3.3 铸造高速钢组织和性能的改善……………………………………18 第四章 高速钢刀具热处理工艺…………………………………………20 4.1 合金元素在高速钢中的作用…………………………………………20 4.2 高速钢的退火……………………………………………………………20 4.3 高速钢淬火………………………………………………………………21 4.4 高速钢的回火……………………………………………………………23 4.5 高速钢的其他热处理方法……………………………………………24 4.6 高速钢不同热加工状态的金相组织…………………………………25 结论…………………………………………………………………………………27 总结…………………………………………………………………………………28 致谢…………………………………………………………………………………29 参考文献…………………………………………………………………………30 前言 高速钢是高碳高合金钢，具有很高的性能，在热处理之后其硬度可高达63～70HRc，是特殊钢中硬度最高的钢种。该钢种不仅硬度很高，并有良好的耐热性、耐磨性和韧性等性能，因此成为重要的刀具材料。高速钢刀具的销售额约占全部刀具销售总额的45％左右，对制造业的发展起着重要的作用。除了用做刀具之外，高速钢还被用于制造高档模具、高温轴承、轧辊等，一些对于硬度要求很高、特别耐磨的机械零件也非高速钢莫属，例如柴油机油泵油嘴偶件中的针阀、空调机中的模块等。在特殊钢领域中，高速钢占有独特的地位。高速钢的主要合金元素有钨、钼、铬和钒等，其中的钨、钼和钒在地球上的储量有限，都属于贵重稀缺元素，因此高速钢的成本比较高，附加值也高。 我国的高速钢生产经历了从无到有的发展过程，特别是在上世纪80年代，在“六五”和“七五”攻关之后，国产高速钢的钢种、品种和规格都在增加，质量大幅度提高，国产钢替代了大部分进口钢，当时为国家节约了大量宝贵的外汇。到1989年我国高速钢产量达到了当时的历史最高，为33350t。在这一阶段，我国的高速钢都是由大连、重庆、抚顺和上钢五厂等国营特