刀具材料的特性你了解嗎？

隨著模具行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的加工材料也越來越多，而加工時由于選擇的刀具材料與加工材料的不匹配不僅增加加工成本，同時也拉低了我們的生產(chǎn)效率；下面我們就來介紹一下，刀具材料與工件材料如何在力學(xué)性能、物理性能以及化學(xué)性能上實現(xiàn)匹配。

刀具材料與工件的力學(xué)性能匹配

力學(xué)性能主要設(shè)計的是刀具和工件的強度、韌性及硬度等參數(shù)。各種刀具材料按照抗彎強度由強到弱的順序排列，依次為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷刀具、金剛石和立方氮化硼刀具；按照韌性從高到低順序排列，依次為高速鋼、硬質(zhì)合金、立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具；按照硬度由高到低順序排列，依次為金剛石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬質(zhì)合金和高速鋼。
力學(xué)性能存在差異，所以刀具才能適應(yīng)各種不同工件材料的加工需求。刀具的硬度必須要高于它加工的工件硬度，因此高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具才能進行加工。通常，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也就越好，但是強度和韌性會受到影響。高硬度高耐磨性的刀具一般被安排用于粗加工，而硬度稍低的則一般被用于精加工。
另外，具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能的刀具是高速切削的絕佳之選，比如陶瓷刀具就具有上述優(yōu)點，能夠以很高的速度進行切削。其允許的切削速度可以比硬質(zhì)合金刀具高2到10倍。

刀具材料與工件的物理性能匹配

這里所說的物理性能主要是指材料的導(dǎo)熱性、熔點以及熱膨脹率等參數(shù)。刀具的導(dǎo)熱性應(yīng)該跟工件形成互補，當加工導(dǎo)熱性不好的工件時，一定要使用強導(dǎo)熱性的刀具，這樣才能將切削熱及時地導(dǎo)出，維持刀具和工件的尺寸精度。
各種刀具材料按照耐熱性由高到低的順序排列，依次為立方氮化硼、陶瓷、碳化鈦基硬質(zhì)合金、WC基超細晶粒硬質(zhì)合金、金剛石和HSS；按照導(dǎo)熱性由高到低的順序排列，依次為PCD、立方氮化硼、WC基硬質(zhì)合金、碳化鈦基硬質(zhì)合金、HSS、Si3N4基陶瓷和A1203基陶瓷；按照熱脹系數(shù)由大到小的順序排列，依次為HSS、WC基硬質(zhì)合金、碳化鈦基硬質(zhì)合金、A1203基陶瓷、PCBN、Si3N4基陶瓷和PCD;按照抗熱震性由強到弱的順序排列，依次為HSS、WC基硬質(zhì)合金、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼、PCD、碳化鈦基硬質(zhì)合金和A1203基陶瓷。

刀具材料與工件的化學(xué)性能匹配

化學(xué)性能包括刀具與工件是否具有化學(xué)親和性，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以及擴散和溶解等現(xiàn)象。如果發(fā)生了這些現(xiàn)象，說明刀具與材料不匹配。
各種刀具材料按照與鋼的抗粘接溫度由高到低的順序排列，依次為立方氮化硼、陶瓷、硬質(zhì)合金和HSS；按照抗氧化溫度由高到低的順序排列，依次為陶瓷、立方氮化硼、硬質(zhì)合金、金剛石和HSS；按照對鋼鐵的擴散強度由大到小的順序排列，依次為金剛石、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼和A1203基陶瓷

只有選擇與加工材料相匹配的刀具才能更好的提高生產(chǎn)效率以及降低生產(chǎn)成本。

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