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高速钢数控刀具的种类和特点及应用

更新时间:2020-03-31 09:45:30点击次数:300次字号:T|T
速钢数控刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能,在复杂数控刀具,尤其是制造孔加工数控刀具、铣刀、螺纹数控刀具、拉刀、切齿数控刀具等一些刃形复杂数控刀具,高速钢仍占据主要地位。高速钢数控刀具易于磨出锋利的切削刃。

高速钢(High Speed Steel,简称HSS)是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢数控刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能,在复杂数控刀具,尤其是制造孔加工数控刀具、铣刀、螺纹数控刀具、拉刀、切齿数控刀具等一些刃形复杂数控刀具,高速钢仍占据主要地位。高速钢数控刀具易于磨出锋利的切削刃。

数控刀具

按用途不同,高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。

⑴ 通用型高速钢数控刀具

通用型高速钢。一般可分钨钢、钨钼钢两类。这类高速钢含加(C)为0.7%~0.9%。按钢中含钨量的不同,可分为含W为12%或18%的钨钢,含W为6%或8%的钨钼系钢,含W为2%或不含W的钼钢。通用型高速钢具有一定的硬度(63-66HRC)和耐磨性、高的强度和韧性、良好的塑性和加工工艺性,因此广泛用于制造各种复杂数控刀具。

① 钨钢:通用型高速钢钨钢的典型牌号为W18Cr4V,(简称W18),具有较好的综合性能,在6000C 时的高温硬度为48.5HRC,可用于制造各种复杂数控刀具。它有可磨削性好、脱碳敏感性小等优点,但由于碳化物含量较高,分布较不均匀,颗粒较大,强度和韧性不高。

② 钨钼钢:是指将钨钢中的一部分钨用钼代替所获得的一种高速钢。钨钼钢的典型牌号是W6Mo5Cr4V2,(简称M2)。M2的碳化物颗粒细小均匀,强度、韧性和高温塑性都比W18Cr4V好。另一种钨钼钢为W9Mo3Cr4V(简称W9),其热稳定性略高于M2钢,抗弯强度和韧性都比W6M05Cr4V2好,具有良好的可加工性能。

⑵ 高性能高速钢数控刀具

高性能高速钢是指在通用型高速钢成分中再增加一些含碳量、含钒量及添加Co、Al等合金元素的新钢种,从而可提高它的耐热性和耐磨性。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数控刀具,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%一5%,耐磨性好,适合切削对数控刀具磨损大的材料,如纤维、硬橡胶、塑料等,也可用于加工不锈钢、高强度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,适合于加工高强度耐热钢、高温合金、钛合金等难加工材料,M42可磨削性好,适于制作复杂数控刀具,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),6000C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、齿轮数控刀具、拉刀等,用于加工合金钢、不锈钢、高强度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,可作为含钴高速钢的替代品,用于低速切削难加工材料和低速高精加工。

⑶ 熔炼高速钢和粉末冶金高速钢

按制造工艺不同,高速钢可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。

① 熔炼高速钢:普通高速钢和高性能高速钢都是用熔炼方法制造的。它们经过冶炼、铸锭和镀轧等工艺制成数控刀具。熔炼高速钢容易出现的严重问题是碳化物偏析,硬而脆的碳化物在高速钢中分布不均匀,且晶粒粗大 (可达几十个微米),对高速钢数控刀具的耐磨性、韧性及切削性能产生不利影响。

② 粉末冶金高速钢(PM HSS):粉末冶金高速钢(PM HSS)是将高频感应炉熔炼出的钢液,用高压氩气或纯氮气使之雾化,再急冷而细小均匀的结晶组织(高速钢粉末),再将所得的粉末在高温、高压下压制成刀坯,或先制成钢坯再经过锻造、轧制成数控刀具形状。与熔融法制造的高速钢相比,PM HSS具有优点是:碳化物晶粒细小均匀,强度和韧性、耐磨性相对熔炼高速钢都提高不少。在复杂数控数控刀具领域PM HSS数控刀具将会进一步发展而占重要地位。典型牌号,如F15、FR71、GFl、GF2、GF3、PT1 、PVN等,可用来制造大尺寸、承受重载、冲击性大的数控刀具,也可用来制造数控刀具。

(编辑:rrkj2017)
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