白鋼材質用哪一種材質切削

【專家解說】：1.切削碳鋼，可以選用的刀具材料有：碳素工具鋼、高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷材料、立方氮化硼。其中 （1）碳素工具鋼用于制作手用刀具， （2）高速鋼可于工件表面硬度HRC32以下鋼件的加工用各類復雜刀具。 （3）硬質合金用于HRC45以下鋼件加工刀具。 （4）立方氮化硼用于HRC45以上工件。 2.當然這些材料也能用于其它材料的加工，但是材料的牌號有所不同。 3.現(xiàn)在刀具表面涂層技術已廣泛應用。 4.為多寫點，下面略微詳細地分別介紹一下。 一.高速鋼高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼。高速鋼是美國的F.W.泰勒和M.懷特于1898年創(chuàng)制的。高速鋼的工藝性能好，強度和韌性配合好，因此主要用來制造復雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具，也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等。除用熔煉方法生產(chǎn)的高速鋼外，20世紀60年代以后又出現(xiàn)了粉末冶金高速鋼，它的優(yōu)點是避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機械性能降低和熱處理變形。高速鋼很多人又較他風鋼或鋒鋼，又稱白鋼。意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化，并且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達10～25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后，在室溫下雖有很高的硬度，但當溫度高于200℃時，硬度便急劇下降，在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度，完全喪失了切削金屬的能力，這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好，彌補了碳素工具鋼的致命缺點，可以用來制造切削工具。通常采用電爐生產(chǎn)，曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上，提高了使用壽命。高速鋼常用來制造各種形狀比較復雜的切削工具。如銑刀、鉆頭、鉸刀、滾刀、拉刀、絲錐、板牙等。高速鋼是一種復雜的鋼種,含碳量一般在0.70～1.65%之間。含合金元素量較多，總量可達10～25%。按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼（含鎢9～18%）；鎢鉬系高速鋼（含鎢5～12%,含鉬2～6%）；高鉬系高速鋼（含鎢0～2%,含鉬5～10%）；釩高速鋼，按含釩量的不同又分一般含釩量（含釩1～2%)和高含釩量(含釩2.5～5%)的高速鋼；鈷高速鋼（含鈷5～10%）。按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。通用型高速鋼：主要用于制造切削硬度HB≤300的金屬材料的切削刀具(如鉆頭、絲錐、鋸條)和精密刀具（如滾刀、插齒刀、拉刀），常用的鋼號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強鋼等）的刀具，常用的鋼號有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。 二.硬質合金由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。現(xiàn)在新型硬質合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。硬質合金具有很高的硬度、強度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件，廣泛應用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質合金市場需求不斷加大。并且未來高新技術武器裝備制造、尖端科學技術的進步以及核能源的快速發(fā)展，將大力提高對高技術含量和高質量穩(wěn)定性的硬質合金產(chǎn)品的需求。硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔點特別高，統(tǒng)稱為硬質合金。下面以碳化物為重點來說明硬質含金的結構、特征和應用。 三.金屬陶瓷材料從金屬陶瓷英文單詞Cermets來，是由Ceramic（陶瓷）和metal（金屬）結合構成的。金屬陶瓷既保持了陶瓷的高強度、高硬度、耐磨損、耐高溫、抗氧化和化學穩(wěn)定性等特性，又具有較好的金屬韌性和可塑性。由于“金屬陶瓷”和“硬質合金”兩個學科術語沒有明確的分界，所以具體材料也很難劃分界線，從材料的組元看，“硬質合金”應該歸入“金屬陶瓷”，IE.Campbell就將“硬質合金”歸入到“金屬陶瓷”。金屬陶瓷（cermet）為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎，人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉，因此制成了金屬陶瓷。金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細粉制得，又稱彌散增強材料。主要有燒結鋁(鋁-氧化鋁)、燒結鈹（鈹-氧化鈹）、TD鎳（鎳-氧化釷）等。由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復合材料。廣義的金屬陶瓷還包括難熔化合物合金、硬質合金、金屬粘結的金剛石工具材料。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點、高硬度的氧化物或難熔化合物，金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等）及其合金。氧化物基金屬陶瓷。以氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹?shù)葹榛w，與金屬鎢、鉻或鈷復合而成，具有耐高溫、抗化學腐蝕、導熱性好、機械強度高等特點，可用作切削刀具。四．立方氮化硼立方結構的氮化硼，分子式為BN，其晶體結構類似金剛石，硬度略低于金剛石，為HV72000～98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。1957年，美國的R.H.溫托夫首先研制成立方氮化硼。但至今尚未發(fā)現(xiàn)天然的立方氮化硼立方氮化硼磨具的磨削性能十分優(yōu)異，不僅能勝任難磨材料的加工，提高生產(chǎn)率，且有利于嚴格控制工件的形狀和尺寸精度，還能有效地提高工件的磨削質量，顯著提高磨后工件的表面完整性，因而提高了零件的疲勞強度，延長了使用壽命，增加了可靠性，再加上立方氮化硼磨料生產(chǎn)過程在能源消耗和環(huán)境污染方面比普通磨料生產(chǎn)為好，所以，擴大立方氮化硼磨具的生產(chǎn)和應用是機械應用是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。采用PCBN刀具精車淬硬鋼，其工件硬度高于45HRC，效果最好。其切削速度一般為80～120m/min，工件硬度越高，切削速度宜取低值，如車硬度為70HRC的工件，其切削速度宜選60～80m/min。精車的切深在0.1～0.3mm，進給量在0.05～0.025mm/r，精車后的工件表面粗糙度為Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可達0.013mm。若能采用剛性好的標準數(shù)控車床加工，PCBN刀具的剛性好和刃口鋒利，則精車后的工件表面粗糙度可達Ra0.3μm，尺寸精度可達0.01mm，可達到用數(shù)控磨床加工的水平。如果機床剛性好，選用的切削速度較低，則選用PCBN復合刀片可精車斷續(xù)表面。精車加工余量一般為0.3mm左右，盡可能提高工件淬火前的尺寸精度和減少熱變形，以保證精車時切削余量均勻，延長PCBN刀具的使用壽命。精車一般不用切削液，因為在較高的切削速度下，大量的切削熱由切屑帶走，很少會停留在工件表面而影響加工表面質量和精度。精車刀片宜選用強度和韌性高的80°菱形刀片，刀尖半徑在0.8～1.2mm之間，為保護刀具刃口，使用前需用細油石倒棱。精車淬硬工件是一門新工藝，實施前需做工藝試驗，可用與工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同類機床上進行精加工或粗加工試驗，關鍵是要試驗刀具與切削參數(shù)的選擇及工藝系統(tǒng)是否有足夠的剛性。該工藝目前已在國內被廣泛采用