某种材料切削加工性的好坏,是相对于另一种材料而言的。因此切削加工性具有相对性。在讨论钢材的切削加工性时,一般以 45钢为基准,其它材料与其比较,用相对加工性指标 K r来表示:
(2-11)
式中 v 60 ————某种材料其耐用度为 60min时的切削速度;
v B60 ———— 切削 45钢(σ b =0.735Gpa),耐用度为 60min时的切削速度。
表 2-10是相对加工性及其分级。
切削加工性的好坏,还可用切削时的切削力、加工表面粗糙度、断屑的难易程度等指标来衡量。
- 改善切削加工性的途径
1.调整材料的化学成分
除了金属材料中的含碳量外,材料中加入锰、铬、钼、硫、磷、铅等元素时,都将不同程度地影响材料的硬度、强度、韧性等,进而影响材料的切削加工性。
在材料中,如加入硫、铅、磷等元素组成易切削钢,即能改善材料的切削加工性。
2. 进行适当的热处理
可以将硬度较高的高碳钢、工具钢等材料进行退火处理,以降低硬度;低碳钢可以通过正火,降低材料的塑性,提高其硬度;中碳钢通过调质,使材料硬度均匀。这些方法都可以达到改善材料切削加工性的目的。
3. 选择良好的材料状态
低碳钢塑性大,加工性不好,但经过冷拔之后,塑性降低,加工性好;锻件毛坯由于余量不均匀,且不可避免有硬皮,若改用热轧钢,则加工性可得到改善。
二、刀具材料的合理选择
影响刀具磨损和刀具耐用度的除工件材料外,刀具材料也是一个不容忽视的因素,刀具材料性能的改善与提高,不断地推动着金属切削技术的进步发展。
(一)刀具材料应具备的性能
1 .高的硬度 刀具切削部分材料的硬度要高于工件材料的硬度,一般在常温下刀具硬度应高于 60HRC以上。
2 .高的耐磨性 刀具切削部分材料耐磨性高,则刀具磨损量小。刀具切削时间长,耐用度高。
3 .足够的强度的韧性 刀具切削部分材料承受着各种切削力、冲击与振动,应具有足够的强度和韧性,以保证在正常切削条件下,不至于崩刃或断裂。
4 .高的耐热性 耐热性是指高温下,刀具切削部材料保持常温硬度的性能。可用红硬性或高温硬度来表示。
5 .良好的工艺性 制造刀具时,要求刀具材料有良好的工艺性。如切削性能、热处理性能、焊接性能等。
(二)高速钢
高速钢是在合金工具钢中加入较多的 W、 M O ,C r、 V等合金元素的高合金工具钢。
高速钢的抗弯强度高、韧性好,常温硬度可达 63~ 65HRC,其红硬度达 600~ 660 0C,刃磨时刃口可磨得较锋利。它具有较好的工艺性,可以制造刃形复杂的刀具,如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等。
高速钢按用途可分为两大类:
- 普通高速钢
普通高速钢分为钨系高速钢和钼系高速钢:
( 1)钨系高速钢
常用的有 W18C r4V,淬火后硬度 HR60~ 65,耐热性为 620 0C左右,广泛用于制造各种复杂刀具,其缺点是碳化物分布不均匀,热塑性差,不能用热成形方法制造刀具。
( 2)钼系高速钢
用钼( M o)代替钨( W),如 W6M o5G r4V2.其碳化物分布均匀,强度和韧性比 W18C r4V高,可制造尺寸较大,承受冲击力的刀具。其特出优点是热塑性好,适用于热成形制造刀具(如热轧钻头)。主要缺点是热处理时脱碳倾向大,较易氧化,淬火范围窄。
2. 高性能高速钢
高性能高速钢是在普通高速钢中加入钴、铝、钒等合金元素。此类高速钢主要用于高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料的切削加工。
表 2-11为常用的几种高速钢
3. 粉末冶金高速钢


