合理選擇刀具材料是保證高效率切削加工不銹鋼的重要條件。根據不銹鋼的切削特點,要求刀具材料應具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼的親和作用小等特性。目前常用的刀具材料有高速鋼和硬質合金。
通(tong)常切削加工(gong)使(shi)用車(che)刀有焊(han)接式和機械夾(jia)固式兩種(見圖7-4),車(che)刀的結(jie)構(gou)如圖7-5所示。
1. 高速鋼的選擇
高速鋼(gang)主要用(yong)(yong)(yong)來制造銑刀(dao)(dao)、鉆頭、絲錐、拉刀(dao)(dao)等復(fu)雜多刃刀(dao)(dao)具。普通高速鋼(gang)W18Cr4V使用(yong)(yong)(yong)時刀(dao)(dao)具耐用(yong)(yong)(yong)度很低(di),已不符(fu)合需要,采用(yong)(yong)(yong)新型高速鋼(gang)刀(dao)(dao)具切削不銹鋼(gang)可獲得較好的效果。
在相同的(de)車削條件(jian)下,用(yong)(yong)(yong)W18Cr4V和95W18Cr4V兩種(zhong)材料的(de)刀具加(jia)工(gong)14Cr17Ni2工(gong)件(jian),刀具刃(ren)磨一(yi)次(ci)加(jia)工(gong)的(de)件(jian)數分(fen)別為2-3件(jian)和12件(jian),用(yong)(yong)(yong)95W18Cr4V的(de)刀具耐(nai)用(yong)(yong)(yong)度提(ti)高了(le)幾倍(bei)。這是由(you)于(yu)提(ti)高了(le)鋼(gang)的(de)含碳量,從而增加(jia)了(le)鋼(gang)中碳化(hua)物含量,常溫(wen)硬度提(ti)高,HRC 2紅硬性更好(hao),600℃時由(you)W18Cr4V的(de)HRC 48.5上升(sheng)到(dao)HRC 51~52,耐(nai)磨性比 W18Cr4V提(ti)高2~3倍(bei)。
應(ying)用高(gao)釩高(gao)速鋼(gang)W12Cr4V4Mo制作型面銑(xian)刀加工14Cr17Ni2可以獲得較(jiao)高(gao)的(de)刀具耐用度(du)。因(yin)為含(han)釩量增加,可在鋼(gang)中(zhong)形成硬度(du)很高(gao)的(de)VC,細小的(de)VC存在于(yu)晶介,可以阻止(zhi)晶粒長大,提高(gao)鋼(gang)的(de)耐磨性;W12Cr4V4Mo的(de)紅硬性很好,600℃時(shi)硬度(du)可達HRC51.7,因(yin)此適合于(yu)制作切(qie)削不銹鋼(gang)的(de)各(ge)種復雜(za)刀具。但其強度(du)(Sb=3140MPa)及沖擊韌性(ak=2.5J/cm3)略低(di)于(yu)W18Cr4V,使用時(shi)要稍加注意。
隨著刀具制(zhi)作技術的不斷發(fa)展,對(dui)于批量大的工件,采用硬質(zhi)合金多刃、復雜(za)刀具進行切(qie)削加工效果會更好。
2. 硬質(zhi)合(he)金的選(xuan)擇(ze)
YG類(lei)硬質合(he)金(jin)的(de)韌性(xing)較(jiao)好,可采(cai)用(yong)較(jiao)大的(de)前(qian)角,刀(dao)刃也可以磨(mo)得鋒利些,使切(qie)削(xue)(xue)輕(qing)快,且切(qie)屑與刀(dao)具不(bu)易產生粘接,較(jiao)適于加(jia)工不(bu)銹鋼。特別(bie)(bie)是在振動的(de)粗車和斷續切(qie)削(xue)(xue)時,YG類(lei)合(he)金(jin)的(de)這~優點更(geng)為重要。另外,YG類(lei)合(he)金(jin)的(de)導熱性(xing)較(jiao)好,其熱導率(lv)比高(gao)速鋼高(gao)將(jiang)近兩(liang)倍,比YT類(lei)合(he)金(jin)高(gao)一倍。因此(ci)YG類(lei)合(he)金(jin)在不(bu)銹鋼切(qie)削(xue)(xue)中應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo),特別(bie)(bie)是在粗車刀(dao)、切(qie)斷刀(dao)、擴孔鉆(zhan)及鉸刀(dao)等制造(zao)中應(ying)用(yong)更(geng)為廣泛。
較(jiao)長(chang)時(shi)期以來(lai),一(yi)般(ban)都采(cai)用(yong)YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號(hao)的硬質合金作為切(qie)削(xue)不(bu)銹鋼的刀具(ju)材(cai)料,但均(jun)不(bu)能獲得(de)較(jiao)理想(xiang)的效果;采(cai)用(yong)新(xin)牌號(hao)硬質合金如(ru)813、758、767、640、712、798、YMo51、YMo52、YM10、YS2T、YD15等,切(qie)削(xue)不(bu)銹鋼可獲得(de)較(jiao)好(hao)(hao)的效果。用(yong)813牌號(hao)硬質合金刀具(ju)切(qie)削(xue)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼效果很好(hao)(hao),因(yin)為813合金既具(ju)有較(jiao)高(gao)的硬度(≥HRA91)、強度(Sb=1570MPa),又具(ju)有良(liang)好(hao)(hao)的高(gao)溫韌性(xing)、抗氧化性(xing)、抗黏結性(xing),其組織致密、耐(nai)磨性(xing)好(hao)(hao)。