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適合鋅合金壓鑄加工的刀具知識

來源: 譽格壓鑄    人氣:7511    發(fā)布時間: 2020-04-21 

刀具材料及其選用:刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣,直接影響著鋅合金壓鑄的生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。而刀具的切削性能,首先取決于切削部分的材料;其次是幾何形狀及刀具結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計是否合理。

適合鋅合金壓鑄加工的刀具知識

一、對刀具材料的基本要求

在切削過程中,刀具切削部分不僅要承受很大的切削力,而且要承受切屑變形和摩擦產(chǎn)生的高溫,要保持刀具的切削能力,刀具應(yīng)具備如下的切削性能。

1.高的硬度和耐磨性

刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。常溫下一般應(yīng)在HRC60以上。一般說來,刀具材料的硬度越高,耐磨性也越好。

2.足夠的強度和韌性

刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力。因此,刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。

3.良好的耐熱性和導熱性

刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度,耐熱性越好,刀具材料在高溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力也越強。刀具材料的導熱性越好,切削時產(chǎn)生的熱量越容易傳導出去,從而降低切削部分的溫度,減輕刀具磨損。

4.良好的工藝性

為便于制造,要求刀具材料具有良好的可加工性。包括熱加工性能(熱塑性、可焊性、淬透性)和機械加工性能。

5.良好的經(jīng)濟性

二、常用刀具材料

刀具材料的種類很多,常用的有工具鋼包括:碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼)、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。

碳素工具鋼和合金工具鋼,因耐熱性很差,只宜作手工刀具。

陶瓷、金剛石和立方氮化硼,由于質(zhì)脆、工藝性差及價格昂貴等原因,僅在較小的范圍內(nèi)使用。

目前最常用的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金。

1.高速鋼

是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。它具有較高的強度、韌性和耐熱性,是目前應(yīng)用最廣泛的刀具材料。因刃磨時易獲得鋒利的刃口,又稱“鋒鋼”。

高速鋼按用途不同,可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。

1)普通高速鋼普通高速鋼具有一定的硬度(62~67HRC)和耐磨性、較高的強度和韌性,切削鋼料時切削速度一般不高于50~60m/min,不適合高速切削和硬材料的切削。常用牌號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。

2)高性能高速鋼在普通高速鋼中增加碳、釩的含量或加入一些其它合金元素而得到耐熱性、耐磨性更高的新鋼種。但這類鋼的綜合性能不如普通高速鋼。常用牌號有9W18Cr4V、9W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。

2.硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是由硬度和熔點都很高的碳化物,用Co、Mo、Ni作粘結(jié)劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。其常溫硬度可達78~82HRC,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,常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機械夾固的方式固定在刀體上。

我國目前生產(chǎn)的硬質(zhì)合金主要分為三類:

1)K類(YG)

即鎢鈷類,由碳化鎢和鈷組成。這類硬質(zhì)合金韌性較好,但硬度和耐磨性較差,適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用的牌號有:YG8、YG6、YG3,它們制造的刀具依次適用于粗加工、半精加工和精加工。數(shù)字表示Co含量的百分數(shù),YG6即含Co為6%,含Co越多,則韌性越好。

2)P類(YT)

即鎢鈷鈦類,由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。這類硬質(zhì)合金耐熱性和耐磨性較好,但抗沖擊韌性較差,適用于加工鋼料等韌性材料。常用的牌號有:YT5、YT15、YT30等,其中的數(shù)字表示碳化鈦含量的百分數(shù),碳化鈦的含量越高,則耐磨性較好、韌性越低。這三種牌號的硬質(zhì)合金制造的刀具分別適用于粗加工、半精加工和精加工。

3)M類(YW)

即鎢鈷鈦鉭鈮類。由在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金中加入少量的稀有金屬碳化物(TaC或NbC)組成。它具有前兩類硬質(zhì)合金的優(yōu)點,用其制造的刀具既能加工脆性材料,又能加工韌性材料。同時還能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。常用牌號有YW1、YW2。

三、其他刀具材料簡介

1.涂層硬質(zhì)合金

這種材料是在韌性、強度較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上,采用化學氣相沉積(CVD)法或物理氣相沉積(PVD)法涂覆一層極薄硬質(zhì)和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料。通過這種方法,使刀具既具有基體材料的強度和韌性,又具有很高的耐磨性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等。TiC的韌性和耐磨性好;TiN的抗氧化、抗粘結(jié)性好;Al2O3的耐熱性好。使用時可根據(jù)不同的需要選擇涂層材料。

2.陶瓷

其主要成分是Al2O3,刀片硬度可達78HRC以上,能耐1200~1450℃的高溫,故能承受較高的切削速度。但抗彎強度低,沖擊韌性差,易崩刃。主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。

3.金剛石

金剛石分人造和天然兩種,做切削刀具的材料,大多數(shù)是人造金剛石,其硬度極高,可達10000HV(硬質(zhì)合金僅為1300~1800HV)。其耐磨性是硬質(zhì)合金的80~120倍。但刃性差,對鐵族材料親和力大。因此一般不宜加工黑色金屬,主要用于硬質(zhì)合金、玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、陶瓷、有色金屬等材料的高速精加工。

4.氮化硼(CNB)

這是人工合成的超硬刀具材料,其硬度可達7300~9000HV,僅次于金剛石的硬度。但熱穩(wěn)定性好,可耐1300~1500℃高溫,與鐵族材料親和力小。但強度低,焊接性差。目前主要用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料。

刀具材料的選用應(yīng)對使用性能、工藝性能、價格等因素進行綜合考慮,做到合理選用。例如,車削加工45鋼自由鍛齒輪毛坯時,由于工件表面不規(guī)則且有氧化皮,切削時沖擊力大,選用韌性好的K類(鎢鈷類)就比P類(鎢鈷鈦類)有利。又如車削較短鋼料螺紋時,按理要用YT,但由于車刀在工件切入處要受沖擊,容易蹦刃,所以一般采用YG比較有利。雖然它的熱硬性不如YT,但工件短,散熱容易,熱硬性就不是主要矛盾了?! ?/p>

總的來說,涂層刀主要是這四種:涂層高速鋼刀具,涂層硬質(zhì)合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金剛石或立方氮化硼)刀片上的涂層刀具。但以前兩種涂層刀具使用最多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂層是硬度較基體低的材料,目的是為了提高刀片表面的斷裂韌度(可提高10%以上),可減少刀片的崩刃及破損,擴大應(yīng)用范圍。