硬質合金刀具-昂邁工具(查看)-硬質合金刀具規格

機械加工開展的總趨勢是高功率、、高柔性和強化環境意識。在機械加工范疇，硬質合金刀具規格，切（磨）削加工是運用廣泛的加工辦法。

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高速切削是切削加工的開展方向，已成為切削加工的干流。它是先進制造技能的重要共性關鍵技能，推廣運用高速切削技能將大幅度前進出產功率和加工質量并降低成本。

高速切削技能的開展和運用決定于機床和刀具技能的前進，其間刀具資料的前進起決定性的效果。研討表明，高速切削時，跟著切削速度的前進，切削力減小，切削溫度上升很高，達到必定值后上升逐步趨緩。

造成刀具損壞主要的原因是切削力和切削溫度效果下的機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損和破損，因而高速切削刀具資料主要的要求是高溫時的力學功能、熱物理功能、抗粘結功能、化學穩定性（氧化性、分散性、溶解度等）和抗熱震功能以及抗涂層決裂功能等。

根據這一要求，近20多年來，開展了一批適于高速切削的刀具資料，可在不同切削條件下，切削加工各種工件資料。雖然咱們總是期望得到既有高的硬度以確保刀具的耐磨性，又有高的耐性來防止刀具的碎裂，但現在的技能開展還沒有找到如此優越功能的刀具資料，魚于熊掌無法兼得。

因而，咱們會在實踐中按照需求選用更合適的刀具材科，粗加工時優先考慮刀具資料的耐性，精加工時優先考慮刀具資料的硬度。當然人們還期待著以超高切削速度進行加工而取得更好的效果。下面僅就常見的工件資料及刀具的相關情況做如下簡單介紹。

鋁合金  

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1.1 易切削鋁合金

該資料在航空航天工業運用較多，適用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，進給量在3～12m/min，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°，刃傾角可達25°。

1.2 鑄鋁合金

鑄鋁合金根據其Si含量的不同，選用的刀具也不同。

對Si含量小于12%的鑄鋁合金可選用K10、Si3N4刀具，當Si含量大于12%時，可選用PKD（人造金剛石）、PCD（聚晶金剛石）及CVD金剛石涂層刀具。

關于Si含量達16%～18%的過硅呂合金，蕞好選用PCD或CVD金剛石涂層刀具，其切削速度可在1100m/min，進給量為0.125mm/r。

鑄 鐵  

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對鑄件，切削速度大于350m/min時，稱為高速加工，切削速度對刀具的選用有較大影響。當切削速度低于750m/min時，可選用涂層硬質合金、金屬陶瓷；切削速度在510～2000m/min時，可選用Si3N4淘瓷刀具；切削速度在2000～4500m/min時，可運用CBN刀具。鑄件的金相組織對高速切削刀具的選用有必定影響，加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/min時，可運用CBN或Si3N4，當以鐵素體為主時，由于分散磨損的原因，使刀具磨損嚴峻，不宜運用CBN，而應選用淘瓷刀具。

如粘結相為金屬Co，晶粒尺度平均為3?m，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=700m/min時，宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵。粘結相為陶瓷（AlN AlB2）、晶粒尺度平均為10?m、CBN含量為90%～95%的Amborite刀片，在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時，在切削速度小于1100m/min時，隨切削速度的增加，刀具壽數也增加。

一般鋼

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切削速度對鋼的表面質量有較大的影響，據研討，其蕞佳切削速度為500～800m/min。現在，涂層硬質合金、金屬陶瓷、非金屬陶瓷、CBN刀具均可作為高速切削鋼件的刀具資料。其間涂層硬質合金可用切削液。用PVD涂層辦法出產的TiN涂層刀具其耐磨功能比用CVD涂層法出產的涂層刀具要好，因為前者可很好地堅持刃口形狀，使加工零件取得較高的精度和表面質量。

金屬淘瓷刀具現在占市場份額較大，以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學穩定性好，但抗彎強度及導熱性差，適于切削速度在400～800m/min的小進給量、小切深的精加工：用TiCN作為基體、結合劑中少鉬多鎢的金屬陶瓷將強度和耐磨兩者結合起來，用TiN來增加金屬陶瓷的耐性，其加工鋼或鑄鐵的切深可達2～3mm。

高硬度鋼

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高硬度鋼（HRC40～70）的高速切削刀具可用金屬陶瓷、陶瓷、TiC涂層硬質合金、PCBN等。金屬陶瓷可用基本成分為TiC增加TiN的金屬陶瓷，其硬度和斷裂耐性與硬質合金大致相當，而導熱系數不到硬質合金的1/1O，并具有優異的耐氧化性、抗粘結性和耐磨性。

別的其高溫下機械功能好，與鋼的親和力小，適合于中高速（在200m/min左右）的模具鋼SKD加工。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工。選用淘瓷刀具可切削硬度達63HRC的工件資料，如進行工件淬火后再切削，實現“以切代磨”。切削淬火硬度達48～58HRC的45鋼時，切削速度可取150～18Om/min，進給量在O.3～0.4min/r，切深可取2～4mm。粒度在1?m，TiC含量在20%～30%的Al203-TiC淘瓷刀具，在切削速度為100m/min左右時，可用于加工具有較高抗剝落功能的高硬度鋼。當切削速度高于1000m/min時，PCBN是蕞佳刀具資料，硬質合金刀具價格，CBN含量大于90%的PCBN刀具適合加工淬硬工具鋼（如55HRC的H13工具鋼）。

高溫鎳基合金

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Inconel 718鎳基合金是典型的難加工資料，具有較高的高溫強度、動態剪切強度，熱分散系數較小，切削時易產生加工硬化，這將導致刀具切削區溫度高、磨損速度加快。高速切削該合金時，主要運用陶瓷和CBN刀具。碳化硅晶須增強氧化鋁陶瓷在100～300m/min時可取得較長的刀具壽數，切削速度高于500m/min時，增加TiC氧化鋁淘瓷刀具磨損較小，而在100～300m/min時其缺口磨損較大。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel 718合金的加工。一般認為，SiC晶須增強陶瓷加工Inconel 718的蕞佳切削條件為：切削速度700m/min，切深為1～2mm，進給量為O.1～0.18mm/z。氦氧化硅呂（Sialon）陶瓷耐性很高，適合于切削過固溶處理的Inconel718（45HRC）合金，Al203-SiC晶須增強陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金。

鈦合金

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鈦合金強度、沖擊耐性大，硬質合金刀具，硬度稍低于Inconel 718，但其加工硬化十分嚴峻，故在切削加工時出現溫度高、刀具磨損嚴峻的現象。實驗得出，用直徑10mm的硬質合金K10兩刃螺旋銑刀（螺旋角為30°）高速銑削鈦合金，可達到滿意的刀具壽數，切削速度可高達628m/min，每齒進給量可取O.06～0.12mm/z，連續高速車削鈦合金的切削速度不宜超越200m/min。

復合資料

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航天用的先進復合資料，以往用硬質合金和PCD，硬質合金的切削速度受到限制，而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質合金或高速剛刀體焊接處熔化，用淘瓷刀具則可實現300m/min左右的高速切削。

高速切削技能已成為切削加工的干流，加快其推廣運用，將會發明巨大經濟效益。高速切削刀具資料對開展和運用高速切削技能具有決定性效果。超硬刀具資料（PCD與CBN）、淘瓷刀具、TiC（N）基硬質合金刀具（金屬陶瓷）和涂層刀具等四大類高速切削刀具資料各有其特性和運用范圍，它們相互配合，彼此競爭，推進高速切削技能的開展和運用。

車刀報廢后的故事

車刀報廢后的故事

今天在線上忙活時，聽到一車加工中，怪叫聲是一聲接一聲。當時也沒反應過來，主要是一車加工時，都會出現因切削用量太大而宣布嘰嘰的聲響?；蚴乔邢魉墓β蔬^大，引起V帶短暫打滑的聲響…唔…唔…。（廠里的車床都是V帶直聯主軸的，V帶也非一般V帶，里邊的抗拉體為鋼絲）這些聲響早都習慣了，僅僅保全人員偶爾會報怨V帶咋這個簡單壞了？頃刻，一車就報警啦！曩昔一看，NC反常！主軸不動！想想這個警，經常報，沒大聯系，直接找保全來，好處理的很！

話說保全師傅來了，當安全門打開的一瞬，眼前的一幕讓人大吃一驚，刀片崩成兩節，內孔車刀的刀桿現已死死的陷在工件的內孔里邊，任憑保全師傅用多大的銅錘敲擊，刀桿都紋絲不動，終只好把刀具從刀盤上下了下來，拿維修班吹焊去了！我想刀具是必定廢了，好歹也值一千多塊錢??！就讓我給遇上了！唉…

咱們疑問，刀具這個慘烈的作廢，必定是有原因的。這兒在介紹原因前，就讓我來敘述一下刀具的詳細模樣。這把內孔車刀，切當說應該叫深孔車刀才妥貼，由于其長徑比現已遠遠大于5了，其刀桿蕞前端也就15個毫米左右吧！從蕞前端往后端慢慢增大，刀桿上面開有兩條螺旋槽，兩條螺旋槽的前面，各開了三個定位面，用來裝置左右對稱兩塊刀片（刀片很小，用螺絲固定）。反正跟麻花鉆多像的。咱們聽來，這把車刀規劃相當的合理嘛！左右對稱兩刀片，切削時，力的大小是相等，方向相反，剛好形成一力偶，避免了刀桿單側受力，引起的懸臂梁曲折變形，并且左右兩刀片一起承擔切削使命，刀片的切削條件天然要好的多。已然規劃上沒有問題，為啥仍是這個慘烈的作廢了呢？這兒邊就要從車刀執役的歷史講起了。

車刀買回來后，天然是很好用了，但一次小小意外，一側的刀片崩了。崩了就崩了嘛！一樣持續切削沒問題了，沒什么大不了的。關鍵是當工人師傅準備換新刀片時，發現刀片的定位面現已破壞了，無法裝置刀片了，這樣就剩余一個刀片孤孤單單戰斗了。按說現在只剩一個刀片了，切削用量應該減一減才對，不過這是理論上的，切削用量嘛，必定只有增沒的減啦！否則單件切削時刻會延伸的，否則功率又低了。至于刀具壽數了，這個我就不曉得改沒改了。改小了，我看用途也不大，總有那么一個刀片不到壽數就崩了的，一崩刀桿就完蛋。就這樣，單側刀刃切削了一個來月吧！效果很好啦！從沒崩過，功率也沒落下，認為從此能夠天常地久了。不過今天就崩了，崩了后，刀桿持續進給，主軸持續滾動，僅僅這次一塊刀片也沒了，螺旋槽上開出的定位面做為刀具前刀面持續車削，終刀桿就死死的陷在工件的內孔里了，主軸直接中止滾動，然后報警，終刀具就慘烈的犧牲了！

車刀慘烈的作廢了，咱們可能要疑問了，不就作廢一把車刀嘛？還有啥后續故事，換把新的持續。不過真不好意思，庫房里沒有。咱們這兒又想說：“哪買把新的”。還真不好意思，真的不好買，不是市面上沒有這種車刀，而是國企的制度??！買一把車刀要報要批，要找這個領導簽字，要找哪個領導簽字，費事死了。買這把車刀的時刻，少者等個把星期，多者就遙遙無期了。

想想每天這個重的生產使命，靠等新刀的到來，仍是死了這條心吧！這不，車刀作廢不到一小時，部門的工藝工程師，車間工藝技術員，就把地點事故車床圍滿了。不過這件事功率仍是挺高的，半天后，車間主任就叫我回原來的生產線持續干活了。哪這兒就讓咱們來看看技術人員是怎么處理這個扎手問題的了。

說來很簡單??！直接換了把很一般的內孔車刀，（主體就是一圓桿，前面裝置一塊小刀片哪種，再一般不過了）然后調整了一下每把車刀的刀補量就好啦！是??！確實是好了，反正是粗車刀，加工出來的孔直徑小了，沒事！內孔表面布滿了一條又一條很嚴重的螺旋型震痕，也沒事?。ìF已不能用震紋來描述了，由于波峰與波谷間的高度都能夠用毫米計量了）說來也是，反正是粗車刀，對加工出來孔的直徑及表面質量沒啥要求，精車余量也是足夠的，不會對后續工序產生多大影響。哪還等什么，用就用吧！僅僅車削內孔時宣布的聲響，比殺豬還刺耳幾倍??！真苦了我的耳朵了，可真真正正的苦惱還在后邊了！

前面我現已說了，這把車刀是用來加工深孔的，上把車刀在壞了后，技術人員換了一把一般的內孔車刀，新車刀除了懸伸量很長外，沒有什么共同之處。哈哈！問題就出在這兒了，新車刀懸伸量太大，剛度極差?。〖庸こ鰜淼目仔×?，表面質量太差，加工過程中切削聲響太刺耳，這兒就不談了。而在我接連加工了十來個工件后，還發現了一個新缺陷，哪就是崩刀片??！有時做一個零件就崩了，有時做幾個又崩了，搞的我很動火?。〉镀瑩Q個不停了。不一會，剛剛散了的技術人員些又聚了過來了。這兒，咱們就不看技術人員咋處理這個問題了，咱們自己來理論談討一下。

上面所談到的一切加工問題，原因都在新裝置的內孔車刀的剛度太差。而進步內孔車刀剛度，減小車刀轟動。在我看來，方法無非三種，下面依次討論一下。

榜首種方法，咱們首先翻書《材料力學》，上面說了，想進步懸臂梁的剛度，在這兒就要加大刀桿直徑，削減懸伸量。不過這個還真行不通，工藝條件決議了，刀桿直徑不能再小了，懸伸量不能再短了。已然這些條件無發改動了，哪咱們就選個彈性模量較大的刀桿來進步刀桿剛度總行了吧！不過又覺得鋼材的彈性模量都差不多，沒啥必要啊！哪咱們就把《材料力學》放一放，看看其它的。

第二種方法，翻書《金屬切削原理與刀具》，不過這兒，咱們先來了解一下新車刀裝置好后，刀片各個獨立的視點。榜首眼就看出來，刀尖圓弧半徑太大了，形成背向力很大，所以引起轟動。再仔細看看，刀具主偏角差點快一百度了，切削時，刀尖先觸摸工件，所以簡單崩了。再看看，如同仍是個正直刃傾角，前角也太小了，副偏角也很小??！哎呀！不看了不看了，刀具視點問題大大的有了。

第三種方法，咱們接著翻書《機械制造基礎》。這兒咱們就能夠減小切削用量嘛！不過這種方法不可行，由于在廠里，功率是很重要的。當然了，還能夠改動工藝道路了，詳細說來就是把粗車孔這個工步，改成一道工序，用鉆床鉆了，只要余量夠，也不怕粗基準運用兩次（三爪卡盤夾持外圓了，定位基準面為毛丕外圓），但是這也不行了，由于這兒是標準化企業，沒通用機床。說了這個多，咱們仍是來看看技術員又是哪個處理這個問題的呢？

哈哈！換了塊三角形刀片，刀片的視點變了。詳細說來前角和副偏角變大了，主偏角和刀尖圓弧半徑都變小了，刃傾角也變成了零度。車刀刀桿也換了，換了把重的，比原來哪把車刀重多了，我想彈性模量必定大了不少吧！試切了十來個工件，轟動小了許多，刀片也沒崩。哪還等什么啊！持續操機！

硬質合金刀具跟著數控機床和加工中心等設備運用日漸遍及，在航空航天、汽車、高速列車、風電、電子、能源、模具等裝備制造業的開展推進下，切削加工已邁入了一個以高速、和環保為標志的高速加工開展的新時期—現代切削技能階段。

高速切削、干切削和硬切削作為當前切削技能的重要開展趨向，其重要地位和人物日益凸顯。對這些先進切削技能的運用，不僅令加工功率成倍進步，亦著實推進了產品開發和工藝立異的進程。例如，精細模具硬質資料的型腔，選用高轉速、小進給量和小吃深加工，既可取得很高的表面質量，又能夠省卻磨削、EDM和手藝拋光或削減相應工序的時間，然后縮短生產工藝流程，進步生產率。

曩昔一些企業制造復雜模具時，基本上都需要3~4個月才能交付運用，而現在選用高速切削加工後，半個月便可完成。據調查，一般的工模具，有60%的機加工量可用高速加工工藝來完成。

高速加工時，不光要求硬質合金刀具可靠性高、切削性能好、能穩定地斷屑和卷屑、還要能達成，并能完成快換或自動替換等。因此，對硬質合金刀具材資料、刀具結構、以及刀具的裝夾都提出了更高要求。

對硬質合金刀具資料的要求：

高速加工對硬質合金刀具杰出的要求是，既要有高的硬度和高溫硬度，又要有足夠的斷裂耐性。為此，須選用細晶粒硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、聚晶金剛石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具資料—它們各有特點，適應的工件資料和切削速度范圍也都不同。例如，高速加工鋁、鎂、銅等有色金屬件，首要選用PCD和CVD金剛石膜涂層刀具。高速加工鑄件、淬硬鋼(50~67HRC)和冷硬鑄鐵首要用淘瓷刀具和PCBN刀具。

1.硬質合金刀具材已邁入細晶粒超細晶粒階段

涂層硬質合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)雖其加工工件資料范圍廣，但抗癢化溫度一般不高，所以通常只宜在400-500m/min的切削速度范圍內加工鋼鐵件。對於Inconel718高溫鎳基合金可運用陶瓷和PCBN刀具。據報道，加拿大學者用SiC晶須增韌陶瓷銑削Inconel718合金，推薦蕞佳的切削條件為：切削速度700m/min，吃深為1-2mm，每齒進給量為0.1-0.18mm/z。

目前，硬質合金刀具修磨，硬質合金已進入細晶粒(1-0.5μm)和超細晶粒(<0.5μm)的開展階段，曩昔細晶粒多用於K類(WC Co)硬質合金，近幾年來P類(WC TiC Co)和M類(WC TiC TaC或NbC Co)硬質合金也向晶粒細化方向開展。

以往，為進步硬質合金的耐性，通常是添加鈷(Co)的含量，由此帶來的硬度下降如今可以經過細化晶粒得到補償，并使硬質合金的抗彎強度進步到4.3GPa，已達到并超越普通高速鋼(HSS)的抗彎強度，改變了人們普遍認為P類硬質合金適於切鋼、而K類硬質合金只適於加工鑄鐵和鋁等有色金屬的選材格式。

選用WC基的超細晶粒K類硬質合金，相同可加工各種鋼料。細晶粒硬質合金的另一個優點是硬質合金刀具刃口尖利，特別適於高速切削粘而韌的工件資料。以日本不二越公司開發的AQUA麻花鉆為例，其用細晶粒硬質合金制造，并涂覆耐熱、耐沖突的潤滑涂層，在高速濕式加工結構鋼和合金鋼(SCM)時，切削速度200m/min，進給速度1600mm/min，加工功率進步了2.5倍，刀具壽數進步2倍；干式鉆孔時，切削速度150m/min，進給速度1200mm/min。

2.涂層提升到開發厚膜、復合和多元涂層的新階段

現如今，涂層已進入到開發厚膜、復合和多元涂層的新階段，新開發的TiCN、TiAlN多元超薄、超多層涂層(有的超薄膜涂層數可多達2000層，每層厚約1nm)與TiC、TiN、Al2O3等涂層的復合，加上新式抗塑性變形的基體，在改進涂層的耐性、涂層與基體的結合強度、進步涂層的耐磨性方面有了重大進展，進步了硬質合金刀具材的性能。

硬質合金材涂層刀具已成為現代切削硬質合金刀具的標志，在刀具中的運用份額達到60%。涂層硬質合金刀具的產品現已出現品牌化、多樣化和通用化的趨向。例如，德國施耐爾(Schnell)公司用納米技能推出的一種超長壽數LL涂層立銑刀，用其加工零件硬度超越70HRC淬硬模具鋼材時，硬質合金刀具材壽數可延長2-3倍。

特別值得強調的是，近幾年開展起來的在硬質合金表面涂覆金剛石的技能，使硬質合金刀具不僅在黑色金屬范疇，并且在有色金屬范疇中的切削功率取得了進步。由此可知，硬質合金今後仍將是制造高速加工刀具的首要基體資料。

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