高速切削硬質(zhì)合金刀具材料
發(fā)布日期：2016-03-03
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在機械加工中，刀具材料的切削性能是決定加工效率、加工品質(zhì)和加工成本的關(guān)鍵因素之一，因此，正確選用刀具材料至關(guān)重要。以硬質(zhì)合金材料為代表的超硬刀具是切削刀具最常用的財富利器。
硬質(zhì)合金是由硬質(zhì)相和黏結(jié)相構(gòu)成的粉末冶金制品，具有硬度高、強度高、耐磨、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，在1000℃時，依舊有很高的硬度。其主要用作車 刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀、切腳刀等，也用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，最常用的硬質(zhì)合金分切刀用于切削紙品、薄膜等，還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。新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼工具鋼的數(shù)百倍。
科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷動力，為適應(yīng)新形式的切削環(huán)境作業(yè)，新型硬質(zhì)合金刀具材料的主要發(fā)展方向也跟著社會經(jīng)濟(jì)的腳步發(fā)展變化。
一、采用細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金當(dāng)合金的晶粒細(xì)化后，硬質(zhì)相尺寸變小，黏結(jié)相更加均勻分布在硬質(zhì)相周圍，可以提高硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性能，細(xì)晶粒合金平均晶粒尺寸為1-2μm，亞微細(xì)晶粒為0.5-1μm，超細(xì)晶粒合金在0.5μm以下。
二、在常用硬質(zhì)合金中添加少量碳化物，例如：TaCv、NbC、Cr3C2、VC、TiC、HfC等，可明顯提高硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性而不降低其韌性，另外還可以改進(jìn)高溫性能，增加抗黏結(jié)和抗擴(kuò)張散磨損能力，添加稀土元素可提高合金韌性，抗彎強度和耐磨性。
三、研發(fā)應(yīng)用新型鋼結(jié)硬質(zhì)合金(鋼基硬質(zhì)合金)材料
鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具材料一般由70%的高速鋼和30%左右的WC組成，采用粉末冶金法制成。該類材料既具有較高的強度，又有比一般高速鋼高的硬度及耐熱性， 該合金在制造時，可采用常規(guī)的車、銑、磨、鍛，熱處理等工藝手段。在國內(nèi)汽輪機械對汽輪機轉(zhuǎn)子縱樹型輪槽銑削和銅鎳合金管板孔鉆削加工中有明顯加工效果。
四、碳化鈦基硬質(zhì)合金的開發(fā)
碳化鈦基硬質(zhì)合金又稱金屬陶瓷，是介于陶瓷和WC硬質(zhì)合金之間的一種材料，我國常用的YT、YG、YW類硬質(zhì)合金均為WC硬質(zhì)合金。碳化鈦硬質(zhì)合金主要以 Ti(C、N)或TiC為硬質(zhì)相，以鎳和鉬為黏結(jié)相的材料。與WC硬質(zhì)合金相比，碳化鈦硬質(zhì)合金具有密度小，硬度高，對鋼的摩擦系數(shù)小，抗黏結(jié)磨損與抗擴(kuò) 散磨損的能力較高等特點，具有較好的耐磨性，但是韌性與抗塑性變形能力稍弱。
高速切削技術(shù)已經(jīng)成為切削加工的主流，高速切削刀具材料對發(fā)展和應(yīng)用高速切削技術(shù)具有決定性作用，正確選擇和評估高速切硬質(zhì)合金刀具材料也是提高生產(chǎn)效率的前提條件。
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科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，是推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷動力，為適應(yīng)新形式的切削環(huán)境作業(yè)，新型硬質(zhì)合金刀具材料的主要發(fā)展方向也跟著社會經(jīng)濟(jì)的腳步發(fā)展變化。
一、采用細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金當(dāng)合金的晶粒細(xì)化后，硬質(zhì)相尺寸變小，黏結(jié)相更加均勻分布在硬質(zhì)相周圍，可以提高硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性能，細(xì)晶粒合金平均晶粒尺寸為1-2μm，亞微細(xì)晶粒為0.5-1μm，超細(xì)晶粒合金在0.5μm以下。
二、在常用硬質(zhì)合金中添加少量碳化物，例如：TaCv、NbC、Cr3C2、VC、TiC、HfC等，可明顯提高硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性而不降低其韌性，另外還可以改進(jìn)高溫性能，增加抗黏結(jié)和抗擴(kuò)張散磨損能力，添加稀土元素可提高合金韌性，抗彎強度和耐磨性。
三、研發(fā)應(yīng)用新型鋼結(jié)硬質(zhì)合金(鋼基硬質(zhì)合金)材料
鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具材料一般由70%的高速鋼和30%左右的WC組成，采用粉末冶金法制成。該類材料既具有較高的強度，又有比一般高速鋼高的硬度及耐熱性， 該合金在制造時，可采用常規(guī)的車、銑、磨、鍛，熱處理等工藝手段。在國內(nèi)汽輪機械對汽輪機轉(zhuǎn)子縱樹型輪槽銑削和銅鎳合金管板孔鉆削加工中有明顯加工效果。
四、碳化鈦基硬質(zhì)合金的開發(fā)
碳化鈦基硬質(zhì)合金又稱金屬陶瓷，是介于陶瓷和WC硬質(zhì)合金之間的一種材料，我國常用的YT、YG、YW類硬質(zhì)合金均為WC硬質(zhì)合金。碳化鈦硬質(zhì)合金主要以 Ti(C、N)或TiC為硬質(zhì)相，以鎳和鉬為黏結(jié)相的材料。與WC硬質(zhì)合金相比，碳化鈦硬質(zhì)合金具有密度小，硬度高，對鋼的摩擦系數(shù)小，抗黏結(jié)磨損與抗擴(kuò) 散磨損的能力較高等特點，具有較好的耐磨性，但是韌性與抗塑性變形能力稍弱。
高速切削技術(shù)已經(jīng)成為切削加工的主流，高速切削刀具材料對發(fā)展和應(yīng)用高速切削技術(shù)具有決定性作用，正確選擇和評估高速切硬質(zhì)合金刀具材料也是提高生產(chǎn)效率的前提條件。
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專欄：公司新聞
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