刀具材料的發展和在機械加工中的應用
2024-07-14 12:00:00刀具材料的發展和在機械加工中的應用
一、新型硬質合金材料
1.1稀土硬質合金
稀土元素具有獨特的化學性能，是用途極廣的合金添加劑，其氧化物是優良的彌散強化劑。在硬質合金中添加稀土元素可強化合金，提高其性能。東北工學院將稀土元素加入鉆中，研制出含稀土的602mm
,710mm硬質合金刀具材料。用該類稀土硬質合金刀具精加工TA6欽合金及不銹鋼零件，與原用YG8.
YG6X合金刀具相比，壽命提高4-6倍，生產效率提高2倍以上，被加工工件表面光潔度及精度有顯著提高，是用于欽合金和低磁不銹鋼精加工的比較理想的刀具材料。
1.2 涂層硬質合金
涂層硬質合金刀具在切削加工中占有重要地位。一些工業發達國家目前使用的涂層硬質合金刀具已占可轉位刀具的20%。新的CNC機床的切削刀具有80%使用涂層刀具。該刀具性能優良，其壽命比未涂層刀具提高了3-7倍，加工效率提高了1-2倍。涂層硬質合金刀片一般采用CVD和PVD法制造，硬質合金涂層材料主要采用AL2Os,
TiN, TiC,ICN,TiCN,等，現已從早期的單涂層發展到雙涂層、三涂層、多涂層。另外，新出現的金剛石涂層刀具頗引人注目，涂層厚度約為5-6微米，涂復時間6小時。可采用這種刀具進行鋁合金等材料的仿形加工，使用壽命比未涂復硬質合金刀具高3-4倍。
二、陶瓷刀具材料
陶瓷材料的成本低于PCBN(復合聚晶立方氮化硼)，具有良好的熱化學穩定性，卻沒有PCBN材料的韌性和硬度高。對于加工硬度小于50HRC的工件，陶瓷材料刀具是較好的選擇。
三、 復合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具材料
由于PCBN具有很高的硬度和耐磨性，且價格低、刃磨方便、與鐵族金屬無親合反應，因而在硬車削加工中有獨特的地位，在加工硬度低于50HRC的工件時，通常會產生長條形切屑，會使PCBN刀具表面產生牙洼磨損，從而縮短刀具壽命，增加刀具成本。因此，加工硬度為55一56HRC的材料幾乎都采用PCBN刀具。
四、新型刀具材料在現代制造業中的應用
在現代的制造業中由于對加工效率要求的不斷提高，即為了實現大功率、高速度、較寬硬度范圍工件的切削，相應地也就對加工刀具的性能及對加工工件適應的范圍提出了更高的要求。新型刀具材料的應用，為數控機床的高速度、高精度加工提供了有利的保障。
