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硬質(zhì)合金刀具加工的基本知識
制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性（切削加工、鍛造和熱處理等），并不易變形。
通常當(dāng)材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現(xiàn)在仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。
聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。
由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好的解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。
切削高錳鋼時怎樣選擇刀具材料？
高錳鋼屬難加工材料，對刀具材料要求較高。一般來說，要求刀具材料紅硬性高、耐磨性好，有較高的強(qiáng)度、韌性和導(dǎo)熱系數(shù)。切削高錳鋼可選用硬質(zhì)合金、金屬陶瓷做刀具材科。目前應(yīng)用最普遍的還是硬質(zhì)合金，其中YG類硬質(zhì)合金具有較高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性(與YT類硬質(zhì)合金比較)，可減少切削時的崩刃。同時，YG類硬質(zhì)合金的導(dǎo)熱性較好，有利于切削熱從刀尖散走，降低刀尖溫度，避免刀尖過熱軟化。YG類硬質(zhì)合金的磨加工性較好，可以磨出銳利的刃口。一般情況下，刀具的耐用度取決于刀具材料的紅硬性、耐磨性和沖擊韌性。YG類硬質(zhì)合金中含鈷量較多時，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性好，特別是提高了疲勞強(qiáng)度，因此適于在受沖擊和震動的條件下作粗加工用；含鈷量較少時，其硬度、耐磨性和耐熱性較高，適合作連續(xù)切削的精加工。
YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和較高的耐熱性，但與YG類硬質(zhì)合金相比，其強(qiáng)度低、脆性大，導(dǎo)熱性差。因此，切削高錳鋼時通常選用韌性好的YG類硬質(zhì)合金作刀具材料。應(yīng)當(dāng)注意的是，YG類硬質(zhì)合金不適于高速切削，因為在高速切削鋼料時，切削時的高溫將使刀具前刀面上形成強(qiáng)烈的月牙洼磨損，并加速后刀面磨損，刀具耐用度降低。在切削速度較高且切削過程較平穩(wěn)的情況下可考慮選用YT類硬質(zhì)合金作刀具材料。
YG類硬質(zhì)合金中添加適量的(一般為0.5％～3％左右)TaC(碳化鉭)或NbC(碳化鈮)，可提高其硬度和耐磨性而不降低其韌性。隨著硬質(zhì)合金中含鈷量的增加，這些優(yōu)點更為顯著。因此，以Tac和NbC為添加劑的通用型硬質(zhì)合金也適于高錳鋼的切削加工。
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