刀具材料介紹

時間：2024-04-19 16:08:57 來源：admin 點擊：0次

非合金工具鋼（原碳素工具鋼）

按照GB/T13104.1—2008《鋼分類第1部分：按化學成分分類》及GB/T1299—2014(模具鋼),，非合金工具鋼屬于非合金鋼,。按照GB/T11304.2—2008《鋼分類第2部分：按主要質量等級和主要性能或使用特性的分類》,，非合金工具鋼屬于特殊質量非合金鋼,。

非合金工具鋼是高碳過共析,、共析或亞共析鋼,。碳是非合金工具鋼的主要強化元素。非合金工具鋼通常按用途可分為刃具鋼,、模具鋼,、量具鋼、耐磨的,；按鋼質可分為優(yōu)質鋼和高級優(yōu)質鋼,。這類鋼耐熱性較差(200~250℃)，經(jīng)熱處理后具有較高的硬度和耐磨性，但熱硬性差,、淬透性低,。這類鋼主要用于制造加工硬度和強度不太高的尺寸較小、小進給,、低速的切削工具和手動工具,，以及形狀簡單、精度要求較低的量具,、模具等,。

合金工具鋼

按照GB/T13304.1-2008《鋼分類第1部分：按化學成分分類》，合金工具鋼屬于合金鋼,。按照GB/T13304.2-2008《鋼分類第2部分：按主要質量等級和主要性能或使用特性的分類》,，合金工具鋼屬于特殊質量合金鋼。

合金工具鋼為中,、高碳合金鋼,，這類鋼碳含量較高，并含有多種強化合金元素,，如鉻,、鎢、硅,、錳,、釩等。合金工具鋼按用途可分為刃具鋼,、模具鋼（冷作模具鋼,、熱作模具鋼和塑料模具鋼）、量具鋼,，一種鋼通常兼有多種用途(熱作模具鋼除外),。這類鋼具有較高的耐熱性(300~400℃)，較高的硬度,，一定的韌性,良好的耐磨性,、熱硬性,一定的耐沖擊性,以及良好的淬透性、組織穩(wěn)定性,，較小的熱處理變形等性能,。這類鋼主要用于制造截面較大，要求熱處理變形小,，對耐磨性及韌度有一定要求的低速切削刀具,，以及形狀特殊且較復雜的量具、刃具,、耐沖擊工具和冷熱作模具與一些特殊用途的工具,。

以上兩種鋼材作為刀具材料的使用量都很少,。

高速工具鋼

按照GB/T13304.1-2008《鋼分類第1部分：按化學成分分類》。高速工具鋼屬于合金鋼,。按照GB/T13304.2-2008《鋼分類第2部分：按主要質量等級和主要性能或使用特性分類》,，高速工具鋼屬于特殊質量合金鋼。

高速工具鋼是高碳合金鋼,，主要合金元素有鎢,、鉻、鉬,、釩等,，含有大量的碳化物。這些碳化物使高速工具鋼具有高的熱硬性和耐磨性,，高速工具鋼在較高溫度(不大于600℃)下能保持良好的切削性能，用于制造高效率切削刀具,，如銑刀,、鉸刀、拉刀,、插齒刀及鉆頭等,，也用于鐵冷模具、高溫彈簧及高溫軸承等,，是應用較多的一種刀具材料,。

鑄造鈷基合金（斯太立特合金）

鑄造鉆基合金是一種w(C)=1%~3%和數(shù)量不等的鈷、鎢,、鉻,、釩等成分組成的高鈷基合金。這類材料具有高的耐熱性（與高速工具鋼相比）和抗彎強度(與硬質合金相比),，同時具有良好的抗氧化性以及高溫尺寸穩(wěn)定性,、高的熱硬性和韌性，在各種介質中具有良好的抗腐蝕性,，其常溫性能雖不及高速工具鋼,，但是高溫性能較高，故有較好的切削性能,。此類合金在美國應用較多,。

硬質合金

硬質合金是一種主要由硬化相（難熔金屬的碳化物、氮化物,、硼化物,、硅化物等）和粘結劑相（鈷、鎳等）組成的粉末冶金產(chǎn)品,。硬質合金具有硬度高,、耐磨,，強度和韌性較好，耐熱,、耐腐蝕等系列優(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,、創(chuàng)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,。硬質合金可分為碳化鎢基與碳（氮）化鈦基兩大類,，現(xiàn)在新型硬質合金刀具的切削速度等于非合金工具鋼的數(shù)百倍，是目前應用較多的一種刀具材料,。

ISO將切削用硬質合金分為三類,。

K類：主要成分為WC-Co，相當于我國的YG類,，用于加工短切屑的黑色金屬,、有色金屬和非金屬材料。

P類：主要成分為WC-TiC-Co,，相當于我國的YT類,，用于加工長切屑的黑色金屬。

M類：主要成分為WC-TiC-TaC(NbC)-Co,，相當于我國的YW類,，用于加工長或短切屑的黑色金屬和有色金屬。

陶瓷

陶瓷刀具具有高的硬度,、熱硬性和耐磨性,，在高速切削和干切削時,，表現(xiàn)出優(yōu)異的切削性能，是一類極具發(fā)展前途的刀具材料,。刀具用陶瓷一般采用熱壓法,，即將粉末狀原料在高溫高壓下壓制成餅狀，然后切割成刀片,。按化學成分,，陶瓷刀具材料約可以分為氧化鋁系、氮化硅系陶瓷兩大類,，目前發(fā)展的有復合氮化硅一氧化鋁系,，以及納米增韌陶瓷刀具材料、陶瓷涂層刀具材料,。納米改性,、納米復合及超細晶粒陶瓷刀具材料的研究與開發(fā)將是今后陶瓷刀具材料發(fā)展的主要方向。

金剛石

金剛石的化學穩(wěn)定性較低,，切削溫度超過700~800℃時,，其硬度就會急劇下降。另外,，金剛石刀具不適合于加工鋼鐵材料，因為金剛石和鐵有很強的化學親和力,，在高溫下鐵原子容易與碳原子作用而使其轉化為石墨結構,，刀具極易損壞。