我國金屬刀具材料的發(fā)展趨勢概述

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2588

一、高速鋼材料的發(fā)展

    高速鋼從 1900 年問世以來,一直處在刀具材料的主導地位,到了 90 年代,無論從品種規(guī)格、數量、質量諸方面,都發(fā)了巨大變化。目前,高速鋼分為 4 大體系:

1 、普通高速鋼( HSS )

普通高速鋼量大面廣,主要以 W6Mo5Cr4V2(M2) 為代表,產量和用量占高速鋼總量的 60% 以上。

2 、低合金高速鋼( DH )

實踐證明, DH 性能優(yōu)良,價格低廉,工藝性能好,有廣闊的應用前景。

3 、高性能高速鋼( HSS-E )

70 年代后我國相繼開發(fā)了 M2Al 、 W12RE 、 B201 、 V3N 、 W9Al 、 W9Co5 、 W5Co3 等多種牌號的 HSS-E ,但由于脆性大或難磨削,阻礙其發(fā)展,真正走向工業(yè)性生產的只有 M2Al 一個牌號?傮w來看,超硬高速鋼的韌性問題還沒有完滿解決。事實上,超硬高速鋼不必追求超硬度,刀具壽命從來不以硬度為衡量標志,高硬度不一定高壽命,硬度和韌性一直是刀具材料的一對矛盾,如何解決好,似乎是永恒的課題。

4 、粉末高速鋼

粉末高速鋼自 70 年代問世以來,由于比冶煉高速鋼的硬度和韌性都優(yōu)越,所以發(fā)展較快。

二、硬質合金的發(fā)展

    近幾年來,在改善涂層的韌性,涂層與基體的結合強度,提高涂層的耐磨性等方面都有顯著的進展,擴大了涂層刀具在粗加工領域的應用范圍,未來刀具材料世界,很可能是硬質合金的天下。

三、陶瓷刀具材料的發(fā)展

    陶瓷刀具是五六十年代出現的,由于種種原因發(fā)展比較緩慢,到了 80 年代由于微粉技術、熱等靜壓技術、氣體加壓等技術的發(fā)展,開發(fā)了氮化硅陶瓷和晶須增強陶瓷及涂層氮化硅材料,改善了陶瓷的脆性和抗熱振能力,也提高了耐磨性和韌性,擴大了陶瓷刀具在鑄鐵、淬火鋼等材料的加工范圍。

四、金屬陶瓷刀具材料的發(fā)展

    金屬陶瓷不僅可以制造車削、銑削刀具,還可以制造立銑刀、鉆頭以及齒輪滾刀等復雜刀具,它使得高速精加工領域和淬火鋼等難加工材料方面的切削速度和切削效率大大提高。

五、立方氮化硼( CBN )和多晶復合金鋼石( PCD )刀具材料的發(fā)展

    CBN 是一種新型的刀具材料,適用于加工 68HRC 以下的鋼鐵件和各種噴涂堆焊材料,完全可以實現以車代磨;修復模具時可略去退火淬火工序;對灰鑄鐵可進行高速切削,獲得高效率高質量。國內不少單位可供商品,前景一片光明。

    PCD 刀具在汽車工業(yè)里加工硅合金和鎂合金,其切削速度可達 2500-3000m/min ,而且刀具的壽命長達一年。到了 90 年代,金剛石涂層硬質合金刀具問世,替代了部分 PCD 刀具。

    關于 PCD 刀具的發(fā)展前景,有人預測,如果改善其高溫穩(wěn)定性,將來有可能用于加工鋼鐵。 CBN 、 PCD 等超硬材料的發(fā)展,其意義不僅在于提高加工效率,而且推動以車代磨的發(fā)展,成立高效的精加工新工藝。

六、涂層刀具的發(fā)展

    涂層技術的出現為刀具材料的改進和提高開辟一條嶄新的道路,是刀具材料的一次革命,是刀具發(fā)展史上的一座豐碑。涂層技術的發(fā)展已從當初單一的 TiC 、 TiN 涂層,經歷了 TiC 、 TiN 、 AL2O3 復合涂層和 TiCN 、 TiAlN 等多元復合涂層的發(fā)展階段,使涂層的性能有了重大的改進,使用范圍不斷擴大。

    在各種刀具材料的發(fā)展中,涂層硬質合金和硬質合金將起著主導作用; HSS 將萎縮, HSS-E 發(fā)展將受到扼制,粉末高速鋼、 DH 將有長足的進步;陶瓷刀具、 CBN 、 PCD 等超硬材料將增大應用比例,擴大各自的應用領域。這樣將形成各種材料既有獨特的優(yōu)點和應用范圍,既互相發(fā)展、互相競爭,又相互配合有所取代補充的整體格局。

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