合理選擇刀具材料是保證高效率切削加工不銹鋼(gang)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。
通常切削加工使用(yong)車刀(dao)有(you)焊接(jie)式和機(ji)械夾固式兩種(見圖7-4),車刀(dao)的結(jie)構如(ru)圖7-5所示。
1. 高(gao)速(su)鋼的選擇
高(gao)速(su)(su)鋼(gang)(gang)主要用來制造銑刀(dao)(dao)、鉆頭、絲錐、拉刀(dao)(dao)等復雜多刃刀(dao)(dao)具。普通高(gao)速(su)(su)鋼(gang)(gang)W18Cr4V使用時刀(dao)(dao)具耐(nai)用度很低,已不符(fu)合需要,采用新型(xing)高(gao)速(su)(su)鋼(gang)(gang)刀(dao)(dao)具切削不銹鋼(gang)(gang)可獲得較好(hao)的效果。
在相同(tong)的(de)(de)車削條件下,用W18Cr4V和(he)95W18Cr4V兩種(zhong)材(cai)料的(de)(de)刀具(ju)加(jia)工14Cr17Ni2工件,刀具(ju)刃(ren)磨一次(ci)加(jia)工的(de)(de)件數分別為2-3件和(he)12件,用95W18Cr4V的(de)(de)刀具(ju)耐用度提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)幾(ji)倍。這是(shi)由(you)于提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)鋼(gang)的(de)(de)含碳量(liang)(liang),從而增加(jia)了(le)(le)(le)鋼(gang)中碳化物(wu)含量(liang)(liang),常溫硬度提(ti)高(gao),HRC 2紅硬性(xing)更好,600℃時由(you)W18Cr4V的(de)(de)HRC 48.5上升到HRC 51~52,耐磨性(xing)比 W18Cr4V提(ti)高(gao)2~3倍。
應用高釩高速鋼(gang)(gang)(gang)W12Cr4V4Mo制作(zuo)型面銑刀(dao)加工14Cr17Ni2可(ke)以獲得(de)較高的(de)刀(dao)具(ju)(ju)耐用度。因為含釩量(liang)增加,可(ke)在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)中形成硬(ying)度很高的(de)VC,細小的(de)VC存(cun)在(zai)于(yu)晶(jing)介(jie),可(ke)以阻止晶(jing)粒長(chang)大,提高鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐磨性;W12Cr4V4Mo的(de)紅硬(ying)性很好,600℃時(shi)硬(ying)度可(ke)達HRC51.7,因此(ci)適(shi)合于(yu)制作(zuo)切(qie)削不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)各種復雜刀(dao)具(ju)(ju)。但其強度(Sb=3140MPa)及(ji)沖(chong)擊韌(ren)性(ak=2.5J/cm3)略低于(yu)W18Cr4V,使(shi)用時(shi)要稍(shao)加注意(yi)。
隨著刀具(ju)制作技術的不(bu)斷發展,對(dui)于批(pi)量大的工件,采用硬質合金多刃(ren)、復雜刀具(ju)進行切削(xue)加工效(xiao)果會更好。
2. 硬質合金的選擇(ze)
YG類硬質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)的(de)韌(ren)性(xing)較(jiao)好,可采(cai)用較(jiao)大的(de)前角,刀刃也(ye)可以磨得(de)鋒利些,使切(qie)削輕快,且切(qie)屑與刀具不(bu)易(yi)產生粘接,較(jiao)適于加工不(bu)銹鋼。特別(bie)是在(zai)振動的(de)粗車和斷續(xu)切(qie)削時,YG類合金(jin)(jin)(jin)的(de)這~優點更為重要。另外,YG類合金(jin)(jin)(jin)的(de)導(dao)熱(re)性(xing)較(jiao)好,其熱(re)導(dao)率比高速鋼高將近兩(liang)倍,比YT類合金(jin)(jin)(jin)高一(yi)倍。因(yin)此YG類合金(jin)(jin)(jin)在(zai)不(bu)銹鋼切(qie)削中應用較(jiao)多(duo),特別(bie)是在(zai)粗車刀、切(qie)斷刀、擴(kuo)孔(kong)鉆(zhan)及(ji)鉸刀等制造中應用更為廣泛。
較長時期以(yi)來,一般都(dou)采(cai)用(yong)YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號的硬質合金(jin)(jin)作為切(qie)削不銹鋼(gang)的刀具(ju)(ju)材料,但均不能獲(huo)得(de)(de)較理(li)想的效(xiao)果;采(cai)用(yong)新牌號硬質合金(jin)(jin)如813、758、767、640、712、798、YMo51、YMo52、YM10、YS2T、YD15等,切(qie)削不銹鋼(gang)可(ke)獲(huo)得(de)(de)較好的效(xiao)果。用(yong)813牌號硬質合金(jin)(jin)刀具(ju)(ju)切(qie)削奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)效(xiao)果很好,因為813合金(jin)(jin)既具(ju)(ju)有(you)較高(gao)的硬度(du)(≥HRA91)、強度(du)(Sb=1570MPa),又具(ju)(ju)有(you)良好的高(gao)溫韌性、抗(kang)氧化性、抗(kang)黏結性,其組織致密、耐磨性好。