世界顶级做刀钢材排名(世界顶级做刀钢材排名S390)

刀具的切削性能主要取决于刀具材料的切削性能、刀具切削部分的结构和几何参数的选择。一般来说,刀具材料是指刀具切割部分直接承担金属切割任务的材料。其性能直接影响刀具的耐久性和生产率、刀具的消耗和成本、加工精度和表面质量,是保证刀具高效工作的基本条件。

刀具在切削过程中,直接接触工件的切削部分应承受较大的切削力,特别是在切削高温环境前后刀面,在切削高温环境中长期工作。切割中的各种不均匀和不稳定因素也会对刀具的切割部分产生不同程度的冲击和振动。

刀具材料的性能:① 足够的硬度和耐磨硬度是刀具材料的基本性能。刀具硬度应高于工件材料硬度,常温硬度一般必须在 60HRC 以上。 耐磨性是指与材料硬度、强度和组织结构有关的材料耐磨性。材料硬度越高,耐磨性越好。碳化物和氮化物在组织中的硬度越高,颗粒越小,数量越多,分裂越多 布料越均匀,耐磨性越高。 ② 刀具在切削强度和韧性时,应承受较大的切削力、冲击力和振动,为避免刀具坍塌和断裂,刀具材料应具有足够的强度和韧性。抗弯强度和冲击值通常表示材料的强度和韧性。③ 高耐热性和传热性是指工具材料在高温下保持足够的硬度、耐磨性、强度和韧性、抗氧化性、粘结性和扩散性(也称为热稳定性)的能力。材料在高温下保持高硬度的能力通常称为热硬度(也称为高温硬度和红硬度),这是刀具材料保持切割性能的必要条件。刀具材料的高温硬度越高,耐热性越好,允许切割速度越高。刀具材料传热系数大,有利于传热切削区,降低切削温度。④ 更好的工艺和经济。为方便刀具加工制造,刀具材料应具有热轧、锻造、焊接、热处等良好的工艺性能 理和加工等性能。

刀具材料分类:工具钢(包括碳工具钢、合金工具钢)、高速钢、硬合金、陶瓷和超硬材料(包括金刚石、立方氮化硼等)。

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碳素工具钢是含碳量为 优质碳素钢0.65%~1.3%,常用钢号有 T7A、T8A、T10A、 T12A 等。这种钢工艺性能好,经过适当的热处理,硬度可达 60HRC~64HRC,耐磨性高,价格低。最大的缺点是热硬性差,在 200℃~300℃当硬度开始下降时,允许的切削速度较低(5m/min~10m/min)。因此,只能用于制造手动刀具、低速、小进给量的机用刀具。

合金工具钢在碳工具钢中加入适当的合金元素铬(Cr)、硅(Si)、钨(W)、锰(Mn)、 钒(V)合金元素总含量不超过 3%~5%)提高了刀具材料的韧性、耐磨性和耐热性。其耐热性达 325℃~400℃,所以切削速度(10m/min~15m/min)比碳素工具钢提高了。合金工具钢用于制造铰刀、丝锥、板牙等细长或截面积大、刃形复杂的工具。

高速钢是富含 W、Cr、Mo(钼)、V 高合金工具钢等合金元素。白钢或锋钢钢或锋钢。与碳工具钢和合金工具钢相比,高速钢具有热硬度高、切削温度高的突出特点 高达 500℃~650℃还能保持 60HRC 因此,允许切削速度提高 l~2 倍 (25m/min~30m/min)。同时,高速钢具有较高的耐磨性、强度和韧性。 与硬质合金相比,高速钢具有加工性好、综合力学性能好等优点。高速钢的退火硬度为 207HBS~255HBS,类似于优质中高碳钢的退火硬度,各种复杂形状可以用普通材料刀成功切割加工;加热状态(900℃~1100℃)可反复锻造成所需毛坯;高速钢的抗弯强度为硬质合金 3~5 倍,冲击韧性是硬质合金 6~10 经过仔细研磨,高速钢刀钝圆半径小于15 mμ ,其锋利性优于硬质合金。 综上所述,高速钢的切割性能远好于工具钢,加工性能远好于硬合金。因此,到目前为止,高速钢仍然是世界各国制造复杂、精密、成型工具的基本材料,也是应用最广泛的工具材料之一。 综上所述,高速钢的切割性能远好于工具钢,加工性能远好于硬合金。因此,到目前为止,高速钢仍然是世界各国制造复杂、精密、成型工具的基本材料,也是应用最广泛的工具材料之一。

高速钢可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。

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普通高速钢的特点是工艺性能好,具有较高的硬度、强度、耐磨性和韧性。可用于制造各种刀刃复杂的刀具。普通钢材的切削速度通常不高于 40m/min~60m/min。 普通高速钢分为钨高速钢和钨钼高速钢。 ①钨系高速钢。这类高速钢的典型品牌是 W18Cr4V(简称 W18)C含量为 0.7%~ 0.8%,含W18%,Cr4%、V1%。这种高速钢具有良好的综合性能,可以制造各种复杂的刃型刀具。② 钨钼系高速钢。它是以Mo代替部分W开发的高速钢,典型的品牌是W6Mo5 Cr4V2(简称 M二、含碳量为 0.8%~0.9%,W6%、Mo5%、Cr4%、V2% 。与 W18Cr4V 相比之下,该高速钢的碳化物含量相应降低,颗粒分布均匀,抗弯强度、塑性、韧性和耐磨性略有提高,适用于制造尺寸大、冲击力大的工具(如滚刀、插刀)。又因Mo其存在,使其热塑性很好,特别适用于轧制或扭制钻头等热成型刀具。主要缺点是可磨性略低于 W18Cr4V。

高性能高速钢在普通高速钢成分中加入一些 C、V、Co(钴)、Al(铝)等合金元素, 进一步提高耐热性和耐磨性。这种高速钢刀具的耐久性是普通高速钢 1.5~3 适用于不锈钢、耐热钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的加工。这种高速钢有很多种,下面主要介绍两种。①钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8,简称 M42)。这是一种含 Co 超硬高速钢,常温硬度高 67HRC~69HRC,综合性能好。Co 切削速度可以相应提高高温硬度 V 含量低,可磨性好。钴高速钢广泛应用于国外。由于钴储量低,我国使用不多。②铝高速钢(W6Mo5Cr4V2Al,简称 501)。铝高速钢是我国开发的无钴高速钢W6Mo5Cr4V2 增加铝、碳含量,提高钢的耐热性和耐磨性,不降低钢的强度和韧性。国产W6Mo5Cr4V2Al 性能接近国外 W2Mo9Cr4VCo8.由于不含钴,生产成本低,已在我国推广使用。

粉末冶金高速钢它是一种用高压惰性气体将熔炼的高速钢液雾化成小粉末,在高温高压下将粉末制成毛坯,或压成毛坯,然后轧制(或锻造)成材料的刀具材料。 与熔炼高速钢相比,由于碳化物小,分布均匀,热处理变形小,粉末冶金高速 钢不仅具有良好的耐磨性,而且显著提高了可磨性。粉末冶金高速钢适用于切割和加工材料 材料刀具特别适用于制造各种精密刀具和形状复杂的刀具。

硬质合金刀具是将一些难熔的、高硬度的合金碳化物微米数量级粉末与金属黏结剂按粉末冶金工艺制成的刀具材料。常用的合金碳化物有 WC、TiC、TaC、NbC 等等,常用的粘合剂有 Co 以及 Mo、Ni 等。 合金碳化物是硬质合金的主要成分,具有硬度高、熔点高、化学稳定性好等特点。因此,硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性均超过高速钢,切削温度达到 800℃~1000℃时仍能 切削速度可以提高 4~10 倍。其缺点是抗弯强度低 W18Cr4V 的 1/4~1/2; 冲击韧性差,为 W18Cr4V 的 1/4~1/3;由于硬质合金常温硬度高,除磨削外,很难采用切削法制造复杂的形状结构,因此可加工性差。 硬质合金的性能取决于化学成分、碳化物粉末的厚度及其烧结工艺。当碳化物含量增加时, 硬度增加,抗弯强度降低,适合粗加工;当粘合剂含量增加时,抗弯强度增加,硬度降低,适合精加工。

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陶瓷材料以氧化铝为主要成分,在高温下烧结而成。常用的工具陶瓷是纯的Al2O3 陶瓷和TiC-Al2O3 混合陶瓷两种。

陶瓷材料的优点是硬度高,耐磨性好 1200℃仍能在高温下进入 切割;化学稳定性好,摩擦因数低,抗扩散性强,抗粘结性强。陶瓷工具最大的缺点是强度低,韧性差,抗弯强度仅为硬合金 1/3~1/2;导热系数低,仅为硬质组合 金的 1/5~1/2。 陶瓷刀具适用于钢、铸铁和塑料材料(如紫铜)的半精加工和精加工,用于冷硬铸造 铁、硬钢等高硬度材料加工特别有效;但不适用于机械冲击和热冲击。

金刚石刀具有三种:天然单晶金刚石刀具、人造聚晶金刚石刀具和金刚石复合刀具。由于价格昂贵等原因,天然金刚石的应用很少。人造金刚石与高温、高压等条件合作 由石墨转化而成。金刚石复合刀片在硬质合金基体上烧结一层厚度 0.5mm 的金刚石, 形成金刚石和硬质合金的复合刀片。 金刚石刀具具有良好的耐磨性,可用于加工硬合金、陶瓷、高铝硅合金等高硬度、高耐磨材料,刀具耐久性比硬合金高几倍甚至几百倍;金刚石有一个非常锋利的切割刃,可以 切割极薄的切屑,加工冷硬现象少;金刚石抗粘结能力强,无积屑瘤,非常适合精密 加工。但耐热性差,切削温度不得超过 700℃~800℃;强度低,脆性大,对振动敏感,只能微量切割;与铁有很强的亲和力,不适合加工黑色金属材料。目前,金刚石主要用于磨具和磨料。作为一种刀具,有色金属和非金属材料在高速下被精细切割。立方氮化硼(CBN)它是由六方氮化硼在高温高压下加入催化剂转化而成的 20 世纪 70 年代出现的新材料硬度高达 8000HV~9000HV,仅次于金刚石,耐热性优于金刚石 多,在高于 1300℃立方氮化硼的化学惯性仍然可以切割,铁系材料 1200℃~1300 ℃也不容易在高温下发挥化学作用。因此,立方氮化硼作为一种新型超硬磨料和刀具材料 加工钢铁等黑色金属,特别是高温合金、淬火钢、冷硬铸铁等难加工材料,具有广阔的发展前景。

涂层刀片硬质合金或高速钢的基体具有较高的韧性和强度,采用化学气相沉积 (CVD)、物理化学气相沉积(PVD)、真空溅射等方法,涂一薄层(5 μm ~12 μm )颗粒极细 的耐磨、难熔、耐氧化的硬化物(TiC、TiN、TiC-Al2O3)后获得的新刀片。综合切削性能高,能适应各种材料的加工。综合切削性能高,能适应各种材料的加工。

各种刀具材料的优缺点:刀具材料的性能包括足够的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性、良好的传热和经济性。 工具钢包括碳工具钢和合金工具钢。碳素工具钢具有工艺性能好、性能高的优点 耐磨性低,价格低;最大的缺点是热硬性差,淬透性低。主要用于制造手动刀具、低速、小进给量的机用刀具。合金工具钢的淬透性、韧性和耐磨性高于碳素工具钢 和耐热性。主要用于制造截面积大、刃形复杂的细长刀具或刀具。 高速钢可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。与碳工具钢和合金工具钢相比,高速钢具有较高的硬度、耐磨性、强度和韧性。与硬质合金相比,高速钢具有加工性好、综合力学性能好等优点。高速钢主要用于制造形状复杂的刀具。高性能高速钢和粉末冶金高速钢适用于制造各种精密刀具和形状复杂的刀具,用于切割和加工材料。 有硬质合金刀具材料 YG 类、YT 类、YW 类和 YN 类四种。硬度高,耐磨性高 耐热性高,抗弯强度低,加工工艺差。YG 硬质合金主要用于加工 铸铁、有色金属、非金属等脆性材料,以及硬化钢、高强度钢和奥氏体不锈钢。YT 硬质合金主要用于加工钢等塑性材料,形成长屑。YW 类硬 优质合金主要用于钢材和难加工材料的半精加工和精加工。YN 硬质合金适用于工具钢的半精加工、精加工和硬化

钢的加工。 陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性及耐热性,抗扩散和抗黏结能力强。最大缺点是强度低、韧性差。适用于钢、铸铁及塑性大的材料的半精加工和精加工,尤其对于冷硬铸铁、淬硬钢等高硬度材料零件加工特别有效;但不适于机械冲击和热冲击大的加工场合。 金刚石和立方氮化硼属于超硬刀具材料主要用于精加工。金刚石目前主要用于磨具及磨料,作为刀具多在高速下对有色金属及非金属材料进行精细车削及镗孔,注意不能加工铁等黑色金属。立方氮化硼用于加工钢铁等黑色金属,特别是加工高温合金、 淬火钢和冷硬铸铁等难加工材料。 涂层刀片有效解决了刀具的硬度、耐磨性与强度、韧性之间的矛盾,大大提高了 刀具的切削性能,且具有较好的通用性,但价格较高。

没有一种刀具材料能具备所有性能的最佳指标,而是各有所长。所以在选择刀具材料时应合理选用。

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