陶瓷刀具具有高硬度、耐腐蚀性强的特点,在高速精密加工和半精加工领域有着广‘’泛的应用。它可以用于切削各种不同类型的材料,如铸铁、钢材、铜合金、石墨、工程塑料和复合材料等。陶瓷刀具在切削过程中能够保持长时间的锋利和稳定性,从而提高加工效率和产品质量。
然而,陶瓷刀具在性能上也存在一些限制。由于其抗弯强度较低和冲击韧性差,因此不适用于低速和冲击负荷较大的切削工艺。此外,陶瓷刀具的制造成本较高,需要专门的设备和工艺来生产。因此,陶瓷刀具在一些特殊需求和高精度加工的领域中得到广泛应用,但并不适用于所有的切削工艺。
总之,陶瓷刀具凭借其高硬度、耐腐蚀性强的特点,在高速精密加工和半精加工领域具有重要的应用价值。通过合理选择刀具材料和优化切削参数,可以充分发挥陶瓷刀具的优势,提高加工效率和产品质量。随着技术的不断发展,相信陶瓷刀具在切削加工领域的应用前景将会更加广阔。 目前数控刀具材料主要有金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具和高速钢刀具等。哈尔滨数控刀具
切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配问题主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能参数要相匹配。材料不同的刀具所适合加工的工件材料有所不同。
①各种刀具材料抗粘接温度高低(与钢)为:PCBN>陶瓷>硬质合金>HSS。
②各种刀具材料抗氧化温度高低为:陶瓷>PCBN>硬质合金>金刚石>HSS。
③各种刀具材料的扩散强度大小(对钢铁)为:金刚石>Si3N4基陶瓷>PCBN>Al2O3基陶瓷。扩散强度大小(对钛)为:Al2O3基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金刚石。 齐齐哈尔数控刀具零售陶瓷刀具材料以氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具材料应用范围大。
高性能高速钢刀具主要有以下几大类:
①高碳高速钢。高碳高速钢(如95W18Cr4V),常温和高温硬度较高,适于制造加工普通钢和铸铁、耐磨性要求较高的钻头、铰刀、丝锥和铣刀等或加工较硬材料的刀具,不宜承受大的冲击。
②高钒高速钢。典型牌号,如,W12Cr4V4Mo,(简称EV4),含V提高到3%~5%,耐磨性好,适合切削对刀具磨损极大的材料,如纤维、硬橡胶、塑料等,也可用于加工不锈钢、高度强度的钢和高温合金等材料。
③钴高速钢。属含钴超硬高速钢,典型牌号,如W2Mo9Cr4VCo8,(简称M42),有很高的硬度,其硬度可达69~70HRC,适合于加工高度强度的耐热钢、高温合金、钛合金等难加工材料,M42可磨削性好,适于制作精密复杂刀具,但不宜在冲击切削条件下工作。
④铝高速钢。属含铝超硬高速钢,典型牌号,如W6Mo5Cr4V2Al,(简称501),6000℃时的高温硬度也达到54HRC,切削性能相当于M42,适宜制造铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀具、拉刀等,用于加工合金钢、不锈钢、高度强度的钢和高温合金等材料。
⑤氮超硬高速钢。典型牌号,如W12M03Cr4V3N,简称(V3N),属含氮超硬高速钢,硬度、强度、韧性与M42相当。
具有不同物理性能的刀具,如高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等,所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时,应采用导热较好的刀具材料,以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,不会产生很大的热变形,这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。①各种刀具材料的耐热温度:金刚石刀具为700~8000℃、PCBN刀具为13000~15000℃、陶瓷刀具为1100~12000℃、TiC(N)基硬质合金为900~11000℃、WC基超细晶粒硬质合金为800~9000℃、HSS为600~7000℃。②各种刀具材料的导热系数顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷。③各种刀具材料的热胀系数大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)>Al2O3基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。④各种刀具材料的抗热震性大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>Al2O3基陶瓷。数控加工用刀具材料必须根据所加工的工件和加工性质来选择。
金刚石刀具的应用:
金刚石刀具多用于在高速下对有色金属及非金属材料进行精细切削及镗孔。适合加工各种耐磨非金属,如玻璃钢粉末冶金毛坯,陶瓷等材料以及各种耐磨有色金属,如各种硅铝合金,还有各种有色金属光整加工。
金刚石刀具的不足之处是热稳定性较差,切削温度超过700℃~800℃时,就会完全失去其硬度;此外,它不适于切削黑色金属,因为金刚石(碳)在高温下容易与铁原子作用,使碳原子转化为石墨结构,刀具极容易造成损坏。 立铣刀主要有普通、球头、轮廓、玉米、牛鼻、仿形、笔式、切入式和键槽。南宁OSG数控刀具批发
加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合軔片的玉米铣刀。哈尔滨数控刀具
立方氮化硼的主要性能特点:立方氮化硼的硬度虽略次于金刚石,但却远远高于其他高硬度材料。CBN的突出优点是热稳定性比金刚石高得多,可达1200℃以上(金刚石为700~800℃),另一个突出优点是化学惰性大,与铁元素在1200~1300℃下也不起化学反应。立方氮化硼的主要性能特点如下:①高的硬度和耐磨性:CBN晶体结构与金刚石相似,具有与金刚石相近的硬度和强度。PCBN特别适合于加工从前只能磨削的高硬度材料,能获得较好的工件表面质量。②具有很高的热稳定性:CBN的耐热性可达1400~1500℃,比金刚石的耐热性(700~800℃)几乎高1倍。PCBN刀具可用比硬质合金刀具高3~5倍的速度高速切削高温合金和淬硬钢。③优良的化学稳定性:与铁系材料到1200~1300℃时也不起化学作用,不会像金刚石那样急剧磨损,这时它仍能保持硬质合金的硬度;PCBN刀具适合于切削淬火钢零件和冷硬铸铁,可广泛应用于铸铁的高速切削。④具有较好的热导性:CBN的热导性虽然赶不上金刚石,但是在各类刀具材料中PCBN的热导性只次于金刚石,大’大高于高速钢和硬质合金。⑤具有较低的摩擦系数:低的摩擦系数可导致切削时切削力减小,切削温度降低,加工表面质量提高。哈尔滨数控刀具