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1、各类刀具材质的力学物理性能综合比较
(1)刀具材料的硬度大小顺序:PCD>PCBN>Al2O3基陶瓷>Si3N4基陶瓷>TiC(N)基硬质合金>WC基超细晶粒硬质合金>高速钢(HSS)
(2)刀具材料的抗弯强度大小顺序:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷>PCD>PCBN
(3)刀具材料的断裂韧性大小顺序:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>PCBN>PCD>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷
(4)各种刀具材料的耐热温度:PCD刀具为~℃、PCBN刀具为~℃、陶瓷刀具为~℃、TiC(N)基硬质合金为~℃、WC基超细晶粒硬质合金为~℃、HSS为~℃
(5)各种道具材料的导热系数大小顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷
(6)各种刀具材料的热胀系数大小顺序:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)>Al2O3基陶瓷>Al2O3基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD
(7)各种刀具材料的抗热振性大小顺序:HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>Al2O3基陶瓷
(8)各种刀具材料抗粘结温度(与钢件)高低:聚晶立方碳化硼PCBN>陶瓷>TiC(N)基硬质合金>WC基硬质合金>高速钢
(9)各种刀具材料抗粘结温度(与镍基合金)高低:陶瓷>聚晶立方碳化硼PCBN>WC基硬质合金>聚晶金刚石PCD>高速钢
(10)各种刀具材料抗氧化温度高低:陶瓷>聚晶立方碳化硼PCBN>WC基硬质合金>聚晶金刚石PCD>高速钢
(11)各种刀具材料抗扩散强度大小(与钢铁)高低:聚晶金刚石PCD>Si3N4基陶瓷>聚晶立方碳化硼PCBN>Al2O3基陶瓷
(12)各种刀具材料抗扩散强度大小(与钛合金)高低:Al2O3基陶瓷>聚晶立方碳化硼PCBN>SiC>Si3N4基陶瓷>聚晶金刚石PCD
(13)刀具材料元素在钢(未淬硬)中溶解度的大小顺序为(℃):SiC>Si3N4基陶瓷>WC基硬质合金>PCBN>TiN>TiC>Al2O3基陶瓷>ZrO2
2、刀具材料的选用要点
2.1选择二刀具需要卡率的因素
(1)被加工工件的材料、性能:金属、非金属,其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。
(2)工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。
(3)加工工艺类别:车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。
(4)刀具能承受的切削用量。
(5)辅助因素:操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。
2.2切削刀具材料时,需要考虑其余加工对象的力学性能和物理性能相匹配
(1)切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配。切削刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。高硬度的工件材料,必须用跟高硬度的刀具来加工,刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,刀具材料硬度一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。
(2)切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配。切削刀具与加工对象的物理性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、热膨胀系数、抗热冲击性能等物理性能参数相匹配。
(3)切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配。切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配问题主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能参数要相匹配
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