金刚石刀具的种类:
①天然金刚石刀具:天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了,天然单晶金刚石刀具经过精细研磨,刃口能磨得极其锋利,刃口半径可达0.002μm,能实现超薄切削,可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度,是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
②PCD金刚石刀具:天然金刚石价格昂贵,金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD),自20世纪70年代初,采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石刀片研制成功以后,在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富,其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口,加工的工件表面质量也不如天然金刚石,现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此,PCD只能用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面切削。
③CVD金刚石刀具:自从20世纪70年代末至80年代初,CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法在异质基体上合成金刚石膜,CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近,兼有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点,在一定程度上又克服了它们的不足。 CBN对于黑色金属具有极为稳定的化学性能,可以广’泛用于钢铁制品的加工。花都OSG数控刀具
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。 南沙株洲钻石数控刀具供应商为了使数控刀具与普通钻孔刀具有很好的互换性,数控加工中钻孔刀具与普通钻孔刀具没有很大区别。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专’利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专’利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理’气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高’强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。
对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一。
涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了重大的突破。
涂层刀具是在韧性较好的刀体上,涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合成物质,它将刀具基体与硬质涂层相结合,从而使刀具的性能得到提高。
涂层刀具可以提高加工的效率、提高加工的精度、延长刀具的使用寿命、降低加工成本。新型数控机床所用的切削刀具中有80%左右就是使用涂层刀具。涂层刀具将是今后数控加工领域中重要的刀具品种之一。 刀具材料不只包括高速钢刀具,还有硬质合金钢刀具,各种涂层刀具。
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。生产中平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀。山东韩国韩松数控刀具生产
一般而言,PCBN、陶瓷刀具、涂层硬质合金及TiCN基硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的数控加工。花都OSG数控刀具
刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:(1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。(2)强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。(3)耐热性。刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。(4)工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。花都OSG数控刀具