数控刀具材料有哪些?各有何特点?



数控刀具材料主要包括以下几种,每种材料都有其独特的特点:
高速钢:
- 具有良好的力学性能和工艺性,可以承受较大的切削力和冲击,但红硬性、耐磨性较差。
- 淬火后变形小,易刃磨,可锻制何切削,但允许的切削速度较低(50m/min),故大都用于数控机床的低速加工。
- 价格相对较低,使用寿命可控,适用于大部分常规加工任务12。
硬质合金:
- 具有硬度高(大于89HRC)、熔点高、化学稳定性好、热稳定性好的特点。
- 常温硬度可达74~82HRC,能耐800~1000度的高温;生产成本较低,可在中速(150m/min)、大进给切削中发挥出优良的切削性能。
- 但其韧性差,脆性大,承受冲击和振动能力低,很少做成整体式刀具。
- 使用寿命更长,但价格较高,通常用于对切削质量有较高要求的加工任务12。
陶瓷刀具:
- 硬度高,耐磨性比硬质合金高十几倍,具有良好的抗粘性能,化学稳定性好。
- 脆性大、强度低、导热性差。
- 在加工硬度很高、脆性大的材料时具有优势,如加工高硬度合金或陶瓷材料;切削速度快,使用寿命长,但价格较高,容易破损,适用范围相对狭窄。
- Al2O3基陶瓷刀具适用于各种铸铁及钢料的精加工、粗加工;Si3N4基陶瓷刀具适于端铣和切有氧化皮的毛坯工件等12。
立方氮化硼(CBN):
- 有很高的硬度及耐磨性,仅次于金刚石,有极好的高温硬度。
- 与陶瓷相比,其耐热性和化学稳定性稍差,但冲给韧度和抗破碎性能较好。
- 适用于加工硬材料,主要用于高速切削淬火钢等材料12。
金刚石:
- 最硬的刀具材料,硬度可达10000HV,具有良好的耐磨性。
- 能够以高速度(1000m/min)和高精度加工软的有色金属材料。
- 但它对冲给敏感,容易破碎,而且对黑色金属中铁的亲和力强,易引起化学反应,一般情况下只能用于加工非铁零件,如加工玻璃、石英等材料23。
此外,还有涂层硬质合金等复合材料,它们在强度、硬度和耐磨性方面相比硬质合金刀具均有了很大的提高,适用于特定工况下的高速切削2。