文档介绍：金属切削***设计
机械与动力工程学院
主讲人曲海军
教学要求:
1、***切削部分材料应具备的性能。  2、高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬***材料的性能及其选用;***材料的发展概况
教学重点:
***材料——介绍***材料应具备的性能(硬度、耐磨性、强度、韧性、耐热性、工艺性、经济性);两种常用的***材料(高速钢、硬质合金)和其它***材料(涂层、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼)。
内容提要
***材料
***材料
在切削过程中,***直接切除工件上的余量并形成已加工表面,***材料对金属切削的生产率、成本、质量有很大的影响,因此要重视***材料的正确选择与合理使用。 ***材料应具备的性能 切削加工时,由于变形与摩擦,***承受了很大的压力与很高的温度。作为***材料应满足以下基本要求: (1)高的硬度和耐磨性 ***材料要比工件材料硬度高,常温硬度在HRC62以上。耐磨性表示抵抗磨损的能力,它取决于组织中硬质点的硬度、数量、大小和分布。
***材料
(2)足够的强度和韧性 为了承受切削中的压力冲击和振动,避免崩刃和折断,***材料应该具有足够的强度和韧性。一般强度用抗弯强度表示,韧性用冲击值表示。 (3)高的耐热性 ***材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。 (4)良好的工艺性 为了便于制造,要求***材料有较好的可加工性,如切削加工性、铸造性、锻造性、热处理性等。 (5)良好的经济性
***材料
常用***材料 目前,生产中所用的***材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢(如T10A、T12A)、工具钢(如9SiCr、CrWMn)因耐热性差,仅用于一些手工或切削速度较低的***。 高速钢 是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性,切削温度达500℃-650℃时仍能进行切削;有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性;其制造工艺简单,容易磨成锋利的切削刃,可锻造,这对于一些形状复杂的工具,如钻头、成形***、拉刀、齿轮***等尤为重要,是制造这些***的主要材料。 高速钢分类: 按用途分为通用型高速钢和高性能高速钢; 按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。
高速钢
(1)通用型高速钢 ①钨钢典型牌号为W18Cr4V(简称W18)。 含量:W18%、Cr4%、Vl%。 特点:有良好的综合性能,在600℃,可以制造各种复杂***。淬火时过热倾向小;含钒量小,磨加工性好;碳化物含量高,塑性变形抗力大;但碳化物分布不均匀,影响薄刃***或小截面***的耐用度;强度和韧性显得不够;热塑性差,很难用作热成形方法制造的***(如热轧钻头)。 ②钨钼钢(将钨钢中的一部分钨以钼代替而得。) 典型牌号为W6Mo5Cr4V2(简称M2)。 含量:W6%、Mo5%、Cr4%、V2%。 特点:碳化物分布细小均匀,具有良好的机械性能,抗弯强度比W18高10%~15%,韧性高50%~60%,可做尺寸较小、承受冲击力较大的***,热塑性特别好,更适用于制造热轧钻头等;磨加工性也好,目前各国广为应用。
高速钢
(2)高性能高速钢 是在通用高速钢的基础上再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素。按其耐热性,又称高热稳定性高速钢。在630~650℃时仍可保持HRC60的硬度,具有更好的切削性能,~3倍。适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。 典型牌号有:高碳高速钢9W18Cr4V、 高钒高速钢W6Mo5Cr4V3、 钴高速钢W6Mo5Cr4V2Co8、 超硬高速钢W2Mo9Cr4VCo8等。
高速钢
高速钢
(3)粉末冶金高速钢 用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水,直接得到细小的高速钢粉末,高温下压制成致密的钢坯,而后锻压成材或***形状。这有效地解决了一般熔炼高速钢时铸锭产生粗大碳化物共晶偏析的问题,得到细小、均匀的结晶组织,使之具有良好的机械性能。~3倍;磨加工性能好;物理机械性能高度各向同性,淬火变形小;耐磨性能提高20%~30%,适合制造切削难加工材料的***、大尺寸***(如滚刀、插齿刀)、精密***、磨加工量大的复杂***、高压动载荷下使用的***等。
高速钢
硬质合金 由难熔金属化合物(如WC、TiC)和金属粘结剂(Co)经粉末冶金法制成。 因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物,硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。硬度可达HRA89~93,在800~1000℃还能承担切削,耐用度较高速钢高几十倍。当耐用度相同时,切削速度可提高4~10倍。唯抗