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粉碎机刀片制作过程中常用的五类材质

粉碎机刀片制作过程中常用的五类材质
 
一、高速钢
 
  高速钢是一种加入了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢,有良好的综合性能。其强度和韧性是现有圆刀片材料中最高的。高速钢的制造工艺简单,容易刃磨成锋利的切削刃;锻造、热处理变形小,目前在复杂的刀片,如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀片和成形刀片制造中,仍占有主要地位。
 
  高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。
 
  普通高速钢,如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀片。其切削速度一般不太高,切削普通钢料时为40-60m/min。
 
  高性能高速钢,如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1.5-3倍。
 
  粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢,其强度与韧性分别提高30%-40%和80%-90%.耐用度可提高2-3倍。目前我国尚处于试验研究阶段,生产和使用尚少。
 
二、硬质合金
 
  按GB2075—87(参照采用ISO标准)可分为P、M、K三类,P类硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属,用蓝色作标志;M类主要用于加工黑色金属和有色金属,用黄色作标志,又称通用硬质合金,K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料,用红色作标志。
 
  P、M、K(后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。数字愈小,硬度愈高,韧性愈差。
 
  P类相当于我国原钨钛钴类,主要成分为WC+TiC+Co,代号为YT。
 
  K类相当于我国原钨钴类,主要成分为WC+Co,代号为YG。
 
  M类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金,主要成分为WC+TiC+TaC(NbC)+Co,代号为YW。
 
三、涂层刀片简述
 
  涂层刀片是近20年出现的一种新型刀片材料,是刀片发展中的一项重要突破,是解决刀片材料中硬度、耐磨与强度、韧性之间矛盾的一个有效措施。涂层刀片是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀片基体上,涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物而获得的。常用的涂层材料有TiC、TiN和Al2O3等。本世纪70年代初首次在硬质合金基体上涂覆一层碳化钛(TiC)后,把普通硬质合金的切削速度从80m/min提高到180m/min。1976年又出现了碳化钛—氧化铝双涂层硬质合金,把切削速度提高到250m/min。1981年又出现了碳化钛-氧化铝-氮化钴三涂层硬质合金,使切削速度提高到300m/min。
 
  在高速钢基体上剪板机刀片涂层多为TiN,常用物理气相沉积法(PVD法)涂覆,一般用于钻头、丝锥、铣刀、滚刀等复杂刀片上,涂层厚度为几微米,涂层硬度可达80HRC,相当于一般硬质合金的硬度,耐用度可提高2—5倍,切削速度可提高20%-40%o
 
  硬质合金的涂层是在韧性较好的硬质合金基体上,涂覆一层几微米至十几微米厚的高耐磨、难熔化的金属化合物,一般采用化学气相沉积法(CVD法)。我国株洲硬质合金厂生产的涂层硬质合金的涂层厚度可达9μm,表面硬度可达2500-4200HV。
 
  目前各工业发达国家对涂层刀片的研究和推广使用方面发展非常迅速。处于领先地位的瑞典,在车削上使用涂层硬质合金刀片已占到70%-80%,在铣削方面已达到50%以上。但是涂层刀片不适宜加工高温合金、钛合金及非金属材料,也不适宜粗加工有夹砂、硬皮的锻铸件。
 
四、金刚石刀片
 
  金刚石刀片分为天然金刚石和人造金刚石刀片。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数c但由于价格昂贵,加工、焊接都非常困难,除少数特殊用途外 (如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工),很少作为切削工具应用在工业中。随着高技术和超精密加工日益发展。例如微型机械的微型零件,原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹或火箭中的导航陀螺,计算机硬盘芯片、加速器电子枪等超精密零件的加工,单晶大然金刚石能满足上述要求。近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀片的方法和保护气氛钎焊金刚石技术.使天然金刚石刀片的制造过程变得比较简易.因此,在超精密镜面切削的高技术应用领域.天然金刚石起到了重要作用。
 
  20世纪50年代利用高温高压技术人工合成金刚石粉以后,70年代制造出金刚石基的切削刀片即聚晶金刚石(PCD)。PCD晶粒呈无许许序排列状态.不具方向性,因而硬度均匀。它有很高的硬度和导热性,低的热胀系数。高的弹性模量和较低的摩擦系数,刀刃非常锋利。它可加丁各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料,如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材复合材料等。
 
  三种主要金刚石刀片材料——PCD、CVD厚膜和人工合成单晶金刚石各自的性能特点为:PCD焊接性、机械磨削性和断裂韧性最高,抗磨损性和刃口质量居中,抗腐蚀性最差。CVD厚膜抗腐蚀性最好,机械磨削性、刃口质量和断裂韧性和抗磨损性居中,可焊接性差,人工合成单晶金刚石刃口质量、抗磨损性和抗腐蚀性最好,焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。
 
  金刚石刀片是目前高速切削(2500~5000m/min)铝合金较理想的刀片材料,但由于碳对铁的亲和作用,特别是在高温下,金刚石能与铁发生化学反应,因此它不宜于切削铁及其合金工件。
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