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硬质合金刀具材料的正确选用

时间:2015-07-07 12:09:44来源:本站人气:709

由于钨钻类硬质合金抗弯强度及冲击韧性比较好,所以适用于加工铸铁、铸铜、铸铝、玻璃、陶器等脆性材料。因切削脆性材料时刀具受力情况变化较大。钨钛钴类硬度高,红硬性好,且不易粘屑,抗弯强度及冲击韧性较差,所以适用于加工碳钢、合金钢等韧性及强度较大的材料。

    硬质合金中钴起胶合作用:并能增加韧性,因此,在同一类硬质合金中含钴越多,脆性越小,硬度越低而红硬性较差,也就适合用于粗加工或断续切削。含钴少的适用于精加工和不受冲击力的情况。例如,粗加工或断续切削铸铁时,宜用YG8;半精加工用YG6;精加工用YG3或YG3X。又例如,粗加工或断续切削钢材时宜用YT5;半精加工用YTl4、YTl5;精加工用YT30。

    硬质合金的红硬性与冲击韧性在一定程度上是有矛盾的。冲击韧性高的硬质合金,其红硬性就差一些。反之,硬度高的硬质合金,其冲击韧性也就低些。选择硬质合金时,就要根据被加工零件的性质及工艺要求,找出它的主要矛盾来合理选用刀片材料。例如,断续切削钢件时,由于切削力变化很大,这时主要矛盾是刀头受冲击较大,就要选择韧性良好的YT5甚至YG8进行车削。又例如在进行高速精加工时,为了保证在车削过程中将零件的尺寸变化限制在公差范围内,并保证加工光洁度,刀具的耐磨性能就上升为主要矛盾了。选择刀具时就需要选用较硬的刀片材料,如钨钴钛类的YT30等来进行精加工。

    遵照毛主席“对于具体的事物作具体的分析”的教导,在生产实践中,也有用YG类硬质合金切削钢件的情况。例如耐热不锈钢切削加工时,切削温度高,工件材料原始强度虽不高,但高温时强度仍不降低,而且表面冷硬现象严重,导热性差,所以对刀具角度的要求是:具有大的前角与后角,刀刃要锋利。因此对硬质合金刀具材料的要求是:抗弯强度高,导热系数大,较高硬度和红硬性。通过各类硬质合金的相互比较,选用YG8或YG6较为适当。

另外,被加工零件形状的不同,对硬质合金的选择也有影响。例如在车削钢类薄壁零件时,常产生不易觉察之振动,给车刀以微量的冲击,使车刀刃尖产生剥落现象。因此,在切削速度不高时,冲击韧性成为主要矛盾,采用YG6比YTl5有利。

    硬质合金的导热系数对金属切削刀具的切削性能有重要意义。导热系数高的如YT5、Y08刀片,传给刀具的热量较多,导热系数低的刀片如YT15、YT30,则传给刀具的热量较少。例如,半精车或粗车中碳钢工件时,采用YT5刀片,开始切削时,切屑的颜色较淡,不久切屑颜色转深,刀杆的温度较高。而采用YT15刀片,则切屑颜色较深,刀杆温度较低。说明用YTl5刀片切削时,切屑带走热量较多,而传到刀具.卜的热量较少,而用yT5刀片切削时传到刀具上的热量较多,切屑带走的热量较少。

    硬质合金化学成分相同,而颗粒大小不同,有些性能也不同。如YG6X和YG6的区别不在于化学成分,而在于颗粒大小。颗粒尺寸的大小对硬质合金的硬度和抗弯强度有很大的影
响。颗粒越大,硬度越低,抗弯强度越高。硬度低表示硬质合金不耐磨,切削速度应当低些;抗弯强度大表示可以取大的切削面积。同时,颗粒细的硬质合金刀片刃磨后,刃口锐利程度和平直度比较高,工件表面光洁度较好。因此,粗加工宜用粗颗粒的刀片,精加工宜用细颗粒的刀片。

    钨钴钛钽(铌)类(Yw类)硬质合金有一系列优点:红硬性略有提高,抗弯强度较高,能耐较大冲击,刃磨及使用时不易出现裂纹。这类硬质合金适用范围广,既能切钢又能切铁,所以又叫通用硬质合金。但是,加工一般钢材时,YW合金的耐磨性反而不及钨钛钴合金。

    现在车刀已大部分用硬质合金了,我们还应使各种刀具使用硬质合金材料的比例不断上升。这是提高切削加工效率的好方法。硬质合金刀具适宜于高速切削,应避免在中速范围内(例如切削一般钢材时,切削速度在30~50米/分)使用,因为此时切削温度一般在600℃左右,硬质合金材料处于粘结温度范围,刀具表面上的材料剥落很严重。低速精车时,硬质合金的耐用度也是很高的。

    推广硬质合金很重要,但并不是有了硬质合金就不要高速钢了,刀具材料的发展也不是到顶了。因此,必须在推广的过程中运用一分为二的观点,不断总结经验,不断革新,不断前进。


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