⑴ 合金刀具有那些材質
合金刀具一般是指硬質合金,由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。包括YG、YT、YW等牌號。
而合金工具鋼是指在碳素工具鋼基礎上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。它主要用於製造量具、刃具、耐沖擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。 包括Cr12Mov1、H13、LD、6CrW2Si、9CrSi等材料。
⑵ 硬質合金數控刀頭的材質有哪些
硬質合金的種類很多,具體要看加工件的材質來選擇
⑶ 什麼是合金鋼合金元素類別有哪些
隨著科技的不斷進步,生活中各種各樣的材料也在不斷地被改進、改良,以適應現代社會越來越高的需求。而合金鋼就是其中一種典型的材料,它的出現彌補了碳鋼的諸多缺陷。那麼什麼是合金鋼,它又是怎麼發展起來的,又有什麼合金種類呢?
基礎簡介
普通的碳素鋼中的主要成分為碳元素與鐵元素,而合金鋼就是指在普通鋼之中加入了其他的合金元素的鋼材。通過加入一種或多種的合金元素(如銅、鎳、鉻等等),鋼材的某些性能能夠得到大大的改善,以適應不同行業發展的需求。按照加入的合金元素的含量,可以將合金鋼分為低合金鋼、中合金鋼與高合金鋼這三種。
發展歷程
合金鋼的發展起源於十九世紀的後半期,當時對鋼材的需求量不斷擴大,而生產力卻不足以解決鋼的加工問題。針對這一問題,英國的Mushet製造出了新型鋼材。在二十世紀的二十年代之後,電弧爐煉鋼技術的出現,又為合金鋼的大量生產提供了有利的條件。六十年代以後,由於各種精煉技術已經普及,鋼材的生產量逐步擴大,開始向高純度與超低碳的方向發展。通過合金鋼的發展歷程,我們不難看出,合金鋼的發展正符合了社會的需,尤其是在製造工業的行業中。
合金元素類別
1.鉻(Cr):鉻元素能夠大大提高鋼的強度與硬度,使材料更耐磨、耐腐蝕。
2.鎳(Ni):鎳元素在提升鋼的強度的同時,能保持它的韌性,還能使其耐腐蝕、耐熱。
3.鈦(Ti):鈦元素能夠使鋼晶粒的結構更細密,改良其焊接性能。
4.釩(V):釩元素能與碳元素結合生成一種碳化物,能改善其耐腐蝕的性能。
5.鎢(W):鎢元素能使鋼的硬度大大提高,變得更加耐磨耐用。
6.銅(Cu):銅元素能提高鋼的強度,改善其耐腐蝕的性能。
7.磷(P):磷元素在一般情況下屬於鋼材中的有害元素,會降低鋼的塑性與焊接性能。
看完了以上的介紹,大家對合金鋼這種材料是不是有了更深的了解呢?現在,合金鋼被廣泛的用於機械製造、軍事工業等等,在我們的生活中發揮著至關重要的作用,為我們做出了巨大的貢獻。
⑷ 合金鋼都有哪些主要元素,各有什麼作用
合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素,只要有足夠的碳,在適當條件下,就能形成各自的碳化物,當缺碳或在高溫條件下,則以原子狀態進入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素,其中一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子狀態存在於固溶體中。
合金元素的作用:
1、碳(C):鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳含量超過0.23%時,鋼的焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3、錳(Mn):在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機鏟斗,球磨機襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。
6、鉻(Cr):在結構鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼,耐熱鋼的重要合金元素。
7、鎳(Ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源,故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
8、鉬(Mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,發生變形,稱蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提高機械性能。還可以抑制合金鋼由於淬火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
9、鈦(Ti):鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密,細化晶粒力;降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦,可避免晶間腐蝕。
10、釩(V):釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
11、鎢(W):鎢熔點高,比重大,是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強性,作切削工具及鍛模具用。
12、鈮(Nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,提高強度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現象。
13、鈷(Co):鈷是稀有的貴重金屬,多用於特殊鋼和合金中,如熱強鋼和磁性材料。
14、銅(Cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,往往含有銅。銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.50%對焊接性無影響。
15、鋁(Al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能,提高強度。
17、氮(N):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬,但他們的氧化物很象「土」,所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土,可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分布和性質,從而改善了鋼的各種性能,如韌性、焊接性,冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性。
⑸ yt5硬質合金刀頭是哪幾種元素組成的
YT類硬質合金的牌號由:「YT」(「硬、鈦」兩字漢語拼音字首)和碳化鈦平均含量組成。
YT5表示碳化鈦(TiC)平均含量=5%,其餘為碳化鎢和鈷含量的鎢鈦鈷類硬質合金。
⑹ 硬質合金刀,YT15中各化學元素的組成及比例各是多少, 謝謝
YT15是鎢鈦鈷類硬質合金,主要化學成分是碳化鎢、碳化鈦(TiC)及鈷.YT15表示TiC為15%,其餘為WC和Co的硬質合金(至於WC和Co的含量分別是多少不曉得)
⑺ 硬質合金刀具yt5是由哪些元素組成的
比較常見的加工用硬質合金有三類,:
1、YG---鎢鈷合金類產品,以YG6來說一般適合加工鑄鐵,有色金屬及其合金與非金屬材料連續切削時的粗車,間斷切削時的半精車和精車等。
2、YT---鎢鈷鈦合金產品,以YT5來說適用於碳素鋼及合金鋼不平整斷面於間斷切削時的粗車,粗刨,半精刨,非連續面的粗銑及鑽孔。YT5含金屬鎢約85%、含金屬鈦約5%、含碳約10%。
3、YW----鎢鈷鈦鉭合金產品。
⑻ 硬質合金刀具材料都有哪些基礎知識
硬質合金是使用最廣泛的一類高速加工(HSM)刀具材料,此類材料是通過粉末冶金工藝生產的,由硬質碳化物(通常為碳化鎢WC)顆粒和質地較軟的金屬結合劑組成。目前,有數百種不同成分的WC基硬質合金,它們中大部分都採用鈷(Co)作為結合劑,鎳(Ni)和鉻(Cr)也是常用的結合劑元素,另外還可以添加其他一些合金元素。為什麼有如此之多的硬質合金牌號?刀具製造商如何為某種特定的切削加工選擇正確的刀具材料?為了回答這些問題,首先讓我們了解一下使硬質合金成為一種理想刀具材料的各種特性。
硬度與韌性:
WC-Co硬質合金在兼具硬度和韌性方面具有獨到優勢。碳化鎢(WC)本身具有很高的硬度(超過剛玉或氧化鋁),而且在工作溫度升高時其硬度也很少下降。但是,它缺乏足夠的韌性,而這對於切削刀具是必不可少的性能。為了利用碳化鎢的高硬度,並改善其韌性,人們利用金屬結合劑將碳化鎢結合在一起,從而使這種材料既具有遠遠超過高速鋼的硬度,同時又能夠承受在大多數切削加工中的切削力。此外,它還能承受高速加工所產生的切削高溫。
如今,幾乎所有的WC-Co刀具和刀片都採用了塗層,因此,基體材料的作用似乎顯得不太重要了。但實際上,正是WC-Co材料的高彈性系數(衡量剛度的指標,WC-Co的室溫彈性系數約為高速鋼的三倍)為塗層提供了不變形的基底。WC-Co基體還能提供所需要的韌性。這些性能都是WC-Co材料的基本特性,但也可以在生產硬質合金粉體時,通過調整材料成分和微觀結構而定製材料性能。因此,刀具性能與特定加工的適配性在很大程度上取決於最初的制粉工藝。
制粉工藝:
碳化鎢粉是通過對鎢(W)粉進行滲碳處理而獲得的。碳化鎢粉的特性(尤其是其粒度)主要取決於原料鎢粉的粒度以及滲碳的溫度和時間。化學控制也至關重要,碳含量必須保持恆定(接近重量比為6.13%的理論配比值)。為了通過後續工序來控制粉體粒度,可以在滲碳處理之前添加少量的釩和/或鉻。不同的下游工藝條件和不同的最終加工用途需要採用特定的碳化鎢粒度、碳含量、釩含量和鉻含量的組合,通過這些組合的變化,可以產生各種不同的碳化鎢粉。例如,碳化鎢粉生產商ATI Alldyne公司共生產23種標准牌號的碳化鎢粉,而根據用戶要求定製的碳化鎢粉品種可達標准牌號碳化鎢粉的5倍以上。
在將碳化鎢粉與金屬結合劑一起進行混合碾磨以生產某種牌號硬質合金粉料時,可以採用各種不同的組合方式。最常用的鈷含量為3%-25%(重量比),而在需要增強刀具抗腐蝕性的情況下,則需要加入鎳和鉻。此外,還可以通過添加其他合金成分,進一步改良金屬結合劑。例如,在WC-Co硬質合金中添加釕,可在不降低其硬度的前提下顯著提高其韌性。增加結合劑的含量也可以提高硬質合金的韌性,但卻會降低其硬度。
減小碳化鎢顆粒的尺寸可以提高材料的硬度,但在燒結工藝中,碳化鎢的粒度必須保持不變。燒結時,碳化鎢顆粒通過溶解再析出的過程結合和長大。在實際燒結過程中,為了形成一種完全密實的材料,金屬結合劑要變成液態(稱為液相燒結)。通過添加其他過渡金屬碳化物,包括碳化釩(VC)、碳化鉻(Cr3C2)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和碳化鈮(NbC),可以控制碳化鎢顆粒的長大速度。這些金屬碳化物通常是在將碳化鎢粉與金屬結合劑一起進行混合碾磨時加入,盡管碳化釩和碳化鉻也可以在對碳化鎢粉進行滲碳時形成。
利用回收的廢舊硬質合金材料也可以生產牌號碳化鎢粉料。廢舊硬質合金的回收和再利用在硬質合金行業已有很長歷史,是該行業整個經濟鏈的一個重要組成部分,它有助於降低材料成本、節約自然資源和避免對廢棄材料進行無害化處置。廢舊硬質合金一般可通過APT(仲鎢酸銨)工藝、鋅回收工藝或通過粉碎後進行再利用。這些「再生」碳化鎢粉通常具有更好的、可預測的緻密性,因為其表面積比直接通過鎢滲碳工藝製成的碳化鎢粉更小。
碳化鎢粉與金屬結合劑混合碾磨的加工條件也是至關重要的工藝參數。兩種最常用的碾磨技術是球磨和超微碾磨。這兩種工藝都能使碾磨的粉料均勻混合,並能減小顆粒尺寸。為使以後壓制的工件具有足夠的強度,能保持工件形狀,並使操作者或機械手能拿起工件進行操作,在碾磨時通常還需要添加一種有機結合劑。這種結合劑的化學成分可以影響壓製成工件的密度和強度。為了有利於操作,最好添加高強度的結合劑,但這樣會導致壓制密度較低,並可能會產生硬塊,造成在最後成品中存在缺陷。
完成碾磨後,通常會對粉料進行噴霧乾燥,產生由有機結合劑凝聚在一起的自由流動團塊。通過調整有機結合劑的成分,可以根據需要定製這些團塊的流動性和裝料密度。通過篩選出較粗或較細的顆粒,還可以進一步定製團塊的粒度分布,以確保其在裝入模腔時具有良好的流動性。
工件製造:
硬質合金工件可採用多種工藝方法成型。根據工件的尺寸、形狀復雜水平和生產批量,大部分切削刀片都是採用頂壓和底壓式剛性模具模壓成型。在每一次壓制時,為了保持工件重量和尺寸的一致性,必須保證流入模腔的粉料量(質量和體積)都完全相同。粉料的流動性主要通過團塊的尺寸分布和有機結合劑的特性來控制。通過在裝入模腔的粉料上施加10-80ksi(千磅/平方英尺)的成型壓力,就可以形成模壓工件(或稱「坯件」)。
即便在極高的成型壓力下,堅硬的碳化鎢顆粒也不會變形或破碎,而有機結合劑卻被壓入碳化鎢顆粒之間的縫隙之中,從而起到固定顆粒位置的作用。壓力越高,碳化鎢顆粒的結合就越緊密,工件的壓制密度就越大。牌號硬質合金粉料的模壓特性可能各不相同,取決於金屬結合劑的含量、碳化鎢顆粒的尺寸和形狀、形成團塊的程度,以及有機結合劑的成分和添加量。為了提供有關牌號硬質合金粉料壓制特性的量化信息,通常由粉料生產商來設計構建模壓密度與成型壓力的對應關系。這種信息可確保提供的粉料與刀具製造商的模壓工藝協調一致。
大尺寸硬質合金工件或具有高長寬比的硬質合金工件(如立銑刀和鑽頭的刀桿)通常採用在一個柔性料袋中均衡壓制牌號硬質合金粉料來製造。雖然均衡壓製法的生產周期比模壓法要長一些,但刀具的製造成本較低,因此該方法更適合小批量生產。
這種工藝方法是將粉料裝入料袋中,並將袋口密封,然後將裝滿粉料的料袋置於一個腔室中,通過液壓裝置施加30-60ksi的壓力進行壓制。壓製成的工件通常要在燒結之前加工成特定的幾何形狀。料袋的尺寸被加大,以適應壓緊過程中的工件收縮,並為磨削加工提供足夠的餘量。由於工件在壓製成型後要進行加工,因此對裝料一致性的要求不像模壓法那樣嚴格,但是,仍然希望能保證每一次裝入料袋的粉料量相同。如果粉料的裝料密度過小,就可能導致裝入料袋的粉料不足,從而造成工件尺寸偏小而不得不報廢。如果粉料的裝料密度過大,裝入料袋的粉料過多,工件在壓製成型後就需要加工去除更多的粉料。盡管去除的多餘粉料和報廢的工件都可以回收再用,但這樣做畢竟會降低生產效率。
硬質合金工件還可以利用擠出模或注射模進行成型加工。擠出成型工藝更適合軸對稱形狀工件的大批量生產,而注射成型工藝通常用於復雜形狀工件的大批量生產。在這兩種成型工藝中,牌號硬質合金粉末懸浮在有機結合劑中,結合劑賦予硬質合金混合料像牙膏那樣的均勻一致性。然後,混合料或者通過一個孔被擠出成型,或者被注入一個模腔中成型。牌號硬質合金粉料的特性決定了混合料中粉末與結合劑的最佳比例,並對混合料通過擠出孔或注入模腔的流動性具有重要影響。
當工件通過模壓法、均衡壓製法、擠出模或注射模成型法成型後,在最終燒結階段之前,需要從工件中去除有機結合劑。燒結可以去除工件中的孔隙,使其變得完全(或基本上)密實。在燒結時,壓製成型的工件中的金屬結合劑變成液體,但在毛細作用力和顆粒聯系的共同作用下,工件仍然能夠保持其形狀。
在燒結後,工件的幾何形狀保持不變,但尺寸會縮小。為了在燒結後得到所要求的工件尺寸,在設計刀具時就需要考慮其收縮率。在設計用於製造每種刀具的牌號硬質合金粉料時,都必須保證其在適當壓力下壓緊時具有正確的收縮率。
幾乎在所有情況下,都需要對燒結後的工件進行燒結後處理。對切削刀具最基本的處理方式是刃磨切削刃。許多刀具在燒結後還需要對其幾何形狀和尺寸進行磨削加工。有些刀具需要磨削頂部和底部;另一些刀具則需要進行外周磨削(需要或無需刃磨切削刃)。磨削產生的所有硬質合金磨屑都可以回收再利用。
工件塗層:
在許多情況下,成品工件需要進行塗層。塗層能夠提供潤滑性和增加硬度,還能為基體提供擴散屏障,使其暴露於高溫下時可防止氧化。硬質合金基體對於塗層的性能至關重要。除了定製基體粉料的主要特性以外,還可以通過化學選擇和改變燒結方法定製基體的表面特性。通過鈷的遷移,可在刀片表面最外層20-30μm厚度內富集相對於工件其餘部位更多的鈷,從而賦予基體表層更好的強韌性,使其具有較強的抗變形能力。
刀具製造商基於自己的製造工藝(如脫蠟方法、加熱速度、燒結時間、溫度和滲碳電壓),可能會對使用的牌號硬質合金粉料提出一些特殊要求。有些刀具製造商可能是在真空爐中燒結工件,而另一些刀具製造商則可能使用熱等靜壓(HIP)燒結爐(它是在工藝循環臨近結束時才對工件加壓,以消除任何殘留孔隙)。在真空爐中燒結的工件可能還需要通過另外的工序進行熱等靜壓處理,以提高工件密度。有些刀具製造商可能會採用較高的真空燒結溫度,以提高具有較低鈷含量混合料的燒結密度,但這種方法可能會使其顯微結構變得粗大。為了保持細小的晶粒尺寸,可以選用碳化鎢顆粒尺寸較小的粉料。為了與特定的生產設備相匹配,脫蠟條件和滲碳電壓對硬質合金粉料中碳含量的高低也有不同的要求。
所有這些因素都會對燒結出的硬質合金刀具的顯微結構和材料性能產生至關重要的影響,因此,在刀具製造商與粉料提供商之間需要進行密切的溝通,以確保根據刀具製造商的生產工藝定製牌號硬質合金粉料。因此,有數百種不同的硬質合金粉料牌號也就不足為奇了。例如,ATI Alldyne公司生產的不同粉料牌號就超過600種,其中每一種牌號都是針對目標用戶和特定用途而專門設計的。
牌號分類:
不同種類的碳化鎢粉、混合料成分和金屬結合劑含量、晶粒長大抑制劑的類型和用量等的組合變化,構成了形形色色的硬質合金牌號。這些參數將決定硬質合金的顯微結構及其特性。某些特定的性能組合已成為一些特定加工用途的首選,從而使對多種硬質合金牌號進行分類具有了意義。
兩種最常用的、面向加工用途的硬質合金分類體系分別為C牌號體系和ISO牌號體系。盡管這兩種體系都不能完全反映影響硬質合金牌號選擇的材料特性,但它們提供了一個探討的起點。對於每種分類法,許多製造商都有它們自己的特殊牌號,由此產生了形形色色、五花八門的各種硬質合金牌號。
硬質合金牌號還可以按照成分來分類。碳化鎢(WC)牌號可分為三種基本類型:單純型、微晶型和合金型。單純型牌號主要由碳化鎢和鈷結合劑構成,但其中也可能含有少量晶粒長大抑制劑。微晶型牌號由碳化鎢和添加了幾千分之一碳化釩(VC)和(或)碳化鉻(Cr3C2)的鈷結合劑構成,其晶粒尺寸可達到1μm以下。合金型牌號則是由碳化鎢和含有百分之幾碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和碳化鈮(NbC)的鈷結合劑構成,這些添加物又稱為立方碳化物,因為其燒結後的顯微結構呈現出不均勻的三相結構。
(1)單純型硬質合金牌號
用於金屬切削加工的此類牌號通常含有3%-12%的鈷(重量比)。碳化鎢晶粒的尺寸范圍通常在1-8μm之間。與其他牌號一樣,減小碳化鎢的粒度可以提高其硬度和橫向斷裂強度(TRS),但會降低其韌性。單純型牌號的硬度通常在HRA89-93.5之間;橫向斷裂強度通常在175-350ksi之間。此類牌號的粉料中可能含有大量回收再用的原料。
單純型牌號在C牌號體系中可分為C1-C4,在ISO牌號體系中可按K、N、S和H牌號系列進行分類。具有中間特性的單純型牌號可以歸類為通用牌號(如C2或K20),可用於車削、銑削、刨削和鏜削加工;晶粒尺寸較小或鈷含量較低、硬度較高的牌號可以歸類為精加工牌號(如C4或K01);晶粒尺寸較大或鈷含量較高、韌性較好的牌號可以歸類為粗加工牌號(如C1或K30)。
用單純型牌號製造的刀具可用於切削加工鑄鐵、200和300系列不銹鋼、鋁和其他有色金屬、高溫合金和淬硬鋼。此類牌號還能應用於非金屬切削領域(如作為岩石和地質鑽探工具),這些牌號的晶粒尺寸范圍在1.5-10μm(或更大),鈷含量為6%-16%。單純型硬質合金牌號的另一種非金屬切削類用途是製造模具和沖頭,這些牌號通常具有中等大小的晶粒尺寸,鈷含量為16%-30%。
(2)微晶型硬質合金牌號
此類牌號通常含有6%-15%的鈷。在液相燒結時,添加的碳化釩和(或)碳化鉻可以控制晶粒長大,從而獲得粒度小於1μm的細晶粒結構。這種微細晶粒牌號具有非常高的硬度和500ksi以上的橫向斷裂強度。高強度與足夠的韌性相結合,使此類牌號的刀具可以採用更大的正前角,從而能通過切削而不是推擠金屬材料來減小切削力和產生較薄的切屑。
通過在牌號硬質合金粉料的生產中對各種原材料進行嚴格的品質鑒定,以及對燒結工藝條件實施嚴格的控制,防止在材料顯微結構中形成非正常的大晶粒,就能獲得適當的材料性能。為了保持晶粒尺寸細小且均勻一致,只有在能對原料和回收工藝進行全面控制,以及實施廣泛質量檢測的情況下,才能使用回收的再生粉料。
微晶型牌號可在ISO牌號體系中可按M牌號系列進行分類,除此以外,在C牌號體系和ISO牌號體系中的其他分類方法與單純型牌號相同。微晶牌號可用於製造切削較軟工件材料的刀具,因為這種刀具的表面可以加工得非常光滑,並能保持極其鋒利的切削刃。
微晶牌號刀具還能用於加工鎳基超級合金,因為這種刀具能夠承受高達1200℃的切削溫度。對於高溫合金和其他特殊材料的加工,採用微晶牌號刀具和含釕的單純牌號刀具,能夠同時提高其耐磨性、抗變形能力和韌性。微晶牌號還適合製造會產生剪切應力的旋轉刀具(如鑽頭)。有一種鑽頭採用復合牌號的硬質合金製造,在同一支鑽頭的特定部位,材料中的鈷含量各不相同,從而根據加工需要優化了鑽頭的硬度和韌性。
(3)合金型硬質合金牌號
此類牌號主要用於切削加工鋼件,其鈷含量通常為5%-10%,晶粒尺寸范圍為0.8-2μm。通過添加4%-25%的碳化鈦(TiC),可以減小碳化鎢(WC)擴散到鋼屑表面的傾向。通過添加不超過25%的碳化鉭(TaC)和碳化鈮(NbC),可以改善刀具的強度、抗月牙窪磨損能力和耐熱沖擊性。添加此類立方碳化物還能提高刀具的紅硬性,在重載切削或切削刃會產生高溫的其他加工中,有助於避免刀具發生熱變形。此外,碳化鈦在燒結過程中能提供成核位置,改善立方碳化物在工件中的分布均勻性。
一般來說,合金型硬質合金牌號的硬度范圍為HRA91-94,橫向斷裂強度為150-300ksi。與單純型牌號相比,合金型牌號的耐磨料磨損性能較差,且強度較低,但其耐粘結磨損的性能更好。合金型牌號在C牌號體系中可分為C5-C8,在ISO牌號體系中可按P和M牌號系列進行分類。具有中間特性的合金型牌號可以歸類為通用牌號(如C6或P30),可用於車削、攻絲、刨削和銑削加工。硬度最高的牌號可以歸類為精加工牌號(如C8和P01),用於精車和鏜削加工。這些牌號通常具有較小的晶粒尺寸和較低的鈷含量,以獲得所需要的硬度和耐磨性。不過,通過添加較多的立方碳化物也能獲得類似的材料特性。韌性最好的牌號可以歸類為粗加工牌號(如C5或P50)。這些牌號通常具有中等大小的粒度和高鈷含量,立方碳化物的添加量也較少,以通過抑制裂紋擴展而獲得所需要的韌性。在斷續車削加工中,通過採用上述刀具表面具有較高鈷含量的富鈷牌號,還可以進一步提高切削性能。
碳化鈦含量較低的合金型牌號用於切削加工不銹鋼和可鍛鑄鐵,但也可用於加工有色金屬(如鎳基超級合金)。這些牌號的晶粒尺寸通常小於1μm,鈷含量為8%-12%。硬度較高的牌號(如M10)可用於車削加工可鍛鑄鐵;而韌性較好的牌號(如M40)可用於銑削和刨削鋼件,或者用於車削不銹鋼或超級合金。
合金型硬質合金牌號還能用於非金屬切削類用途,主要用於製造耐磨零件。這些牌號的粒度通常為1.2-2μm,鈷含量為7%-10%。在生產這些牌號時,通常會加入很大比例的回收原料,從而在耐磨零件的應用中獲得較高的成本效益。耐磨零件需要具有很好的耐腐蝕性和較高的硬度,在生產此類牌號時,可以通過添加鎳和碳化鉻來獲得這些性能。
為了滿足刀具製造商在技術性和經濟性上的雙重要求,硬質合金粉料是關鍵要素。針對刀具製造商的加工設備和工藝參數而設計的粉料可確保成品工件的性能,並導致出現了數百種硬質合金牌號。硬質合金材料可循環利用的特點以及可直接與粉料提供商合作的能力,使刀具製造商能夠有效控制其產品質量和材料成本。
⑼ 硬質合金刀頭分哪些類型和規格
硬質合金按晶粒大小區分,可分為普通硬質合金、細晶粒硬質合金和亞細、超細晶粒硬質合金,新推出的雙晶硬質合金。按主要化學成分區分,可分為碳化鎢基硬質合金和碳化鈦基硬質合金。碳化鎢基硬質合金包括鎢鈷類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)和添加稀有碳化類(YW)三類。
1、YG8(K30)硬度≥89.0適於鑄鐵,有色金屬及其合金,非金屬材料不平整表面和間斷切削時的粗車,粗刨,粗銑,一般孔和深孔的鑽擴,擴孔。
2、YG8N(K20K30)硬度≥90適於鑄鐵及有色金屬的粗加工,亦適用於不銹鋼的粗加工的精加工。
3、YG6X(K10)硬度≥91.0適於合金鑄鐵,普通鑄鐵的精加工及半精加工。
4、YW1(M10)硬度≥91.5適於耐熱鋼,剛錳鋼,不銹鋼及合金鋼等難加工鋼材的加工,也適於普通鋼材,鑄鐵的加工.
5、YW2(M20)硬度≥90.5適於耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼及合金鋼等難加工鋼材的加工,也適於普通鋼材、鑄鐵的加工。
6、YW3(M10M20)硬度≥92用於不銹鋼、合金鋼、高強度鋼、超高強度鋼的精加工和半精加工。亦可在沖擊力小的情況下粗加工。
7、YS25(P25)硬度≥90.5適於碳素鋼,鑄鋼,高錳鋼,高強度鋼的及合金鋼的粗車,銑削和刨削。
8、YS30(P30)硬度≥90.5適於大走刀高效率銑削各種鋼材,尤其適合合金鋼的銑削、滾齒。
9、YS8(M05)硬度≥92.5適用於鐵基、鎳基高溫合金,高強度鋼的精加工,冷硬鑄鐵、耐熱不銹鋼、高錳鋼、淬火鋼的精加工。
10、YD05(K01)硬度≥93專用於加工各種鎳基、鈷基、鐵基及含碳化鎢自溶性噴塗合金材料。
11、YD15(K10K20)硬度≥91.0適於精車、辦精車鈦合金、鎳基高溫合金,也適於加工各類鑄件。
12、YD101 適於鑄鐵、有色金屬,尤其是鋁材的精加工、半精加工,亦可加工錳鋼、淬火鋼等硬質材料。
13、YT726 硬度≥93紅硬性高,耐磨性好。適於冷硬鑄鐵、淬火鋼的車削、銑削。
14、YT798 硬度≥92.2 韌性好,具有很高的抗熱震裂和抗塑性變形能力。適於銑削合金結構鋼、合金工具鋼,也適於高錳鋼、不銹鋼的加工。
(9)合金刀頭有哪些合金元素擴展閱讀
1、安全防護:刀片安裝後,啟動切腳機前必須將切腳機上的安全防護罩等保護裝置安裝到位並起到真正的保護作用(切腳機上的刀片工作室四周應設有安全擋板、鋼板、橡膠等保護層)。
2、運行速度:切腳機的工作轉速要限制在4500轉/分鍾以下。嚴禁超限速運轉切腳機器!
3、試機:刀片裝好後,要空車運轉5分鍾,並仔細觀察辯聽切腳機的運行狀況,絕對不允許有明顯的松動、振動及其它異常聲響(如切腳機軸承有明顯的軸向及端面跳動)現象存在。如有異常現象發生,應立即停車並請專業維修人員檢查故障原因,確認故障完全排除正常後,方可使用。
4、在切削進程中,請勻速推進需切削的線路板,切忌過於迅猛快速地推進線路板。當線路板與刀刃發生劇烈碰撞時,會導致刀刃損傷(撞崩、撞裂),甚至發生嚴重安全事故。
5、刀片保管方法:嚴禁用電刻筆或其它劃痕方法在刀片上寫字或做記號,以防止損傷刀體。切腳機刀片的刀刃極其鋒利,但很脆,為避免刀刃傷及人員或刀刃受到意外損傷,切勿將刀刃觸及人體或觸碰到其它金屬堅硬物體。待用之刀片應交於專用人員妥善保管存放好,切不可隨便擱置,以防刀片受到損傷或造成意外事故。
6、生產效率的前提一樣是安全作業,切削操作人員一定要遵循相關使用要求才能使切腳機刀片在切腳機上面安全作業。