刀具材料

本讲教学目标：

知识点：

·刀具材料应具备的性能

·刀具材料的种类

·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

·常用超硬刀具材料的性能特点、适用范围

能力点：

·正确理解刀具材料应具备的性能

·掌握常用刀具材料（高速钢和硬质合金）的选用原则

本讲主要内容：

·刀具材料应具备的性能

·刀具材料的种类

·常用高速钢的牌号、性能特点、适用范围

·常用硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

·陶瓷刀具材料的性能特点、适用范围

·金刚石刀具材料的性能特点、适用范围

·立方氮化硼刀具材料的性能特点、适用范围

·刀具材料的发展趋势

本讲教学要求

·简介刀具材料应具备的性能和常用刀具材料的种类、适用范围

·重点讲解高速钢和硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

教学重点： ·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

教学难点： ·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

课外阅读资料：

· 陆剑中、孙家宁主编 《金属切削原理与刀具》（第4版）  机械工业出版社

· 韩荣第、袭建军、王辉编著 《金属切削原理与刀具》（第4版） 哈工业出版社

· 陈日曜主编 《金属切削原理》（第2版）  机械工业出版社

· 乐兑谦主编 《金属切削刀具》（第2版） 机械工业出版社

· 武文革、辛志杰主编 《金属切削原理及刀具》 国防工业出版社

· 【美】Michael Fitzpatrick著  《机械加工技术》  科学出版社

本讲教学内容：

重点介绍：

·要求学员理解掌握高速钢的牌号、性能特点、适用范围

三、高速钢

1、特点：1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；

2）韧性高，比硬质合金高几十倍；

3）硬度HRC63以上，且有较好的耐热性；

4）可加工性好，热处理变形较小。

2、应用：常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。

3、通用型高速钢

W18Cr 4V（18-4-1）、W6Mo5Cr4V2 (6-5-4-2) 、W9Mo3Cr4V  (9-3-4-1)

4、高性能高速钢

W6Mo5Cr4V2Co8、W6Mo5Cr4V2Al、95W18Cr4V、W6Mo5Cr4V3

5、粉末冶金高速钢

6、常用高速钢牌号及其应用范围

重点介绍：

·要求学员理解掌握硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

四、硬质合金

1、特点

硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高，允许的切削速度远高于高速钢，且能切削诸如淬火钢等硬材料。硬质合金的不足是与高速钢相比，其抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击性能也较差

2、应用

硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。在我国，绝大多数车刀、面铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造，目前，在一些较复杂的刀具上，如立铣刀、孔加工刀具等也开始应用硬质合金制造

3、YG类硬质合金 (K类)

4、YT类硬质合金（P类）

5、YW类硬质合金（M类）

6、各种硬质合金的应用范围

简要介绍：

·要求学员了解常用超硬刀具材料的种类、性能特点、适用范围

五、超硬刀具材料

1、陶瓷刀具材料 

陶瓷材料具有更高的硬度（HRA91～95）和耐热性，在1200℃的温度下仍能切削，耐磨性和化学惰性好，摩擦系数小，抗粘结和扩散磨损能力强，因而能以更高的速度切削，并可切削难加工的高硬度材料。主要缺点是性脆、抗冲击韧性差，抗弯强度低。Al₂O₃基和Si₃N₄基。

2、天然金刚石

耐磨性极好，刃口锋利，切削刃的钝圆半径可达0.01μm，刀具寿命可达数百小时。因价格昂贵，主要用于高速、精密加工。

3、聚晶金刚石

由金刚石微粉在高温高压下聚合而成，硬度比天然金刚石略低（HV6000～8000），价格便宜，焊接方便，可磨削性好。

金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。

4、聚晶立方氮化硼（CBN）

由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。硬度为HV 3000～4500，耐热性达1200℃，化学惰性很好，在1000℃的温度下不与铁、镍和钴等金属发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。

5、普通刀具材料与超硬刀具材料性能与用途对比

归纳小结：