选择刀具材质时,需要考虑多个因素,包括硬度、耐磨性、抗弯强度、冲击韧性、化学惰性以及工艺性等。以下是一些常见且优质的刀具材质:
高速钢:
高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。它具有很高的硬度、强度和耐磨性,且耐热性和淬火性良好。高速钢允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上,刃磨后切削刃锋利,因此广泛应用于各种复杂刀具的制造,如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
硬质合金:
硬质合金是用粉末冶金方法制造的合金材料,由高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC)粉末和钴等金属粘结剂在高温下烧结而成。硬质合金的硬度较高,常温下可达89-93HRA,耐磨性和耐热性均高于工具钢,在800-1000度时仍能正常切削。其切削速度是高速钢的几倍,刀具寿命也提高了几十倍,适用于高速切削和加工高速钢刀具难以处理的材料。
陶瓷:
陶瓷刀具材料主要有氧化铝系和氮化硅系。陶瓷具有成本低、硬度高、耐高温性能好等优点,有很好的前景。然而,陶瓷刀具的脆性较大,容易崩口,因此不适合用来砍、砸、撬、剔硬物。
聚晶立方氮化硼(PCBN):
PCBN适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等。它的硬度可达9000HV以上,具有极高的耐磨性和切削速度,但成本也较高。
聚晶金刚石(PCD):
PCD适用于切削不含铁的金属、合金、塑料和玻璃钢等。它的硬度可达10000HV,是自然界中最硬的材料,但价格昂贵,且耐热性较差,切削温度不宜超过700-800度。
高碳不锈钢:
高碳不锈钢(如420不锈钢)含有较高的碳含量,因此硬度高,刀具比较坚硬锋利,但相对容易生锈,且不易持久。它适合用于需要高硬度和耐磨性的场合,如厨房刀具和工具。
碳素工具钢和合金工具钢:
这些材料通常用于制作锉刀、板牙和丝锥等工具,硬度和耐磨性较低,但具有良好的工艺性。
建议
高速钢和 硬质合金是目前应用最广泛的刀具材质,各有优缺点,可以根据具体使用需求选择。
陶瓷和 PCBN等材质适用于特殊场合,如高硬度材料的精加工。
高碳不锈钢适合需要高硬度和耐磨性且希望防锈的场合。
碳素工具钢和合金工具钢适合一些对精度和表面光洁度要求不高的工具。
根据具体的使用场景和需求,选择合适的刀具材质可以显著提高加工效率和刀具寿命。