机械加工用切削刀具磨损速度快的原因是什么?有什么解决方法?

国际金属加工网 2019年06月10日

现代科技技术的发展,不断让数控加工设备得到了发展,同时还极大的推动了切削技术的进步。伴随着生产技术要求的不断提高,以及自动化趋势的不断靠近,刀具的材料开始发生变革,钛合金、碳纤维复合材料、超耐热合金等新型材料构成的刀具不断出现,让刀具的质量不断提高,刀具的可靠度、精度、寿命等关键因素也得到了长足的发展和提高。

1、刀具磨损形态

机械加工中,刀具在使用一段时间后都会出现损耗,而磨损的具体表现主要有以下三种形式:

在机械作用下出现的损耗,例如磨粒磨损或崩刃;

切削时产生的高热量导致的粘结、扩散;

被化学原料侵染导致的切削刃软化、熔融。

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接下来,我们逐一分析产生这三种损耗形式的原因:

(1)机械作用下磨损的原因

在对难加工材料进行切削加工的时候,就会十分容易出现刀具磨损,这是因为绝大多数难加工材料都具有热传导率低的特点,这种特点会影响刀具材料中的粘接剂在高温状态下的粘接强度下降,从而加速了刀具磨损。

(2)刀具温度过高导致的磨损

在对高韧性、高硬度材料的进行切削的时候,刀具的切削刃温度普遍会偏高,这个时候就会导致刀具产生磨损。特别是在切削短切屑废料的工件的时候,切削刃的附近会出现月牙哇磨损,使得刀具在极短的时间就磨损了。

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(3)化学原料产生的磨损

对于刀具来说,它组成材料中的某些特殊成分在特定情况会与加工材料的成分产生奇妙的化学反应,使得刀具涂层脱落甚至变成其他的化学物,这种现象的发生会加速刀具的崩刃、磨损等情况的发生。

2、刀具的性能要求

(1)耐磨性

当前的切削刀具种类多样,而组成刀具的材料也千差万别,从最差的白钢刀到最好的金刚石刀具都有,它们之间的性能差异更是一个天上一个地下。

(2)抗冲击性

一把优秀的刀具需要具备良好的抗冲击韧性,对于在高速环境下切削的刀具来说,它们还需要具备优秀的热硬性和化学稳定性。

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(3)使用寿命

现在的刀具,稍微好点的都会给刀具涂上一层耐热、高硬度的图层材料甚至是多层涂层,只是为了让刀具的切削范围增大,刀具寿命增加。

3、刀具材料

(1)合金工具钢

对于合金工具钢来说,拥有高热硬性是普遍特点,同时价格平民,常备用来制作铰刀、丝锥等形状复杂的低速工具。

(2)高速工具钢

高温高硬度、高耐磨性都是高速工具钢的优点,同时由于它的热处理性能好,使得它强度高、刃磨性好,常被用来制造成形车刀铣刀钻头等常见常用机用刀具。

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(3)硬质合金

这是一种通过粉末冶金的方法,用碳化物、碳化钛、钴等材料制成的合金。目前,硬质合金已经成为最主流的刀具材料之一了。


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