硬质合金加工金属类知识

金属加工硬质合金基础知识探讨汇报人：颜勇政2014-08-11金属加工硬质合金刀具种类1.按生产工艺的不同可以分为焊接式、整硬和机夹刀具。2.按照加工方式可分为外表面加工刀具（铣刀、刨刀、车刀、外表面拉刀和锉刀等）、孔加工刀具（钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等）、螺纹加工刀(具丝攻、板牙、自动开合螺纹切头、金属加工硬质合金刀具种类螺纹车刀和螺纹铣刀）、齿轮加工刀具（滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等等）、切断刀具（镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切刀、车刀和锯片铣刀等）3.还有按应用行业进行区分的，这里就不一一例举了。焊接式铣刀整硬钻头机夹式铣刀车刀丝攻铰刀滚刀圆片切刀被加工对象及选材1、金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%-4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。被加工对象及选材②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗被加工对象及选材氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等加工材质以及相对应硬质合金材质的选用一、黑色金属：（一）、车、铣、刨、镗、切断等加工工艺：1、粗加工、半粗加工：通用牌号：中颗粒K10、K20（K类合金，主要成分为W、Co），YT5、YT14/15（YT类合金，主要成分W、Co、Ti），主要针对低硬度常见黑色金属，如普通铁、铸铁、易车钢等等易加工黑色金属。加工材质以及相对应硬质合金材质的选用专业牌号：YT5、YT14、YT15；YW1、YW2（M类合金，主要成分W、Co、Ta、Nb等），主要针对铸铁、普通钢材及部分易加工合金钢。工业级牌号：M类合金，P类合金（如我们公司的CX、CP等牌号），主要针对高硬度难加工黑色金属的加工，比如锰钢、铬锰钢、高铬锰钢、不锈钢等等（这里要强调加工材质以及相对应硬质合金材质的选用的是，如果客户要加工的不锈钢是超奥氏体不锈钢，尽量建议其使用涂层刀具或者超硬刀具）。2、半精加工、精加工：通用牌号：细颗粒K10、K20、YT5、YT14、15，加工的针对材质同上专业牌号：细颗粒K20、K30、M类合金，加工对象同上。工业级牌号：P类合金。（二）：钻、铰、滚等加工工艺：普通材质：HSS（高速钢）、细颗粒K20、K30，主要针对普通材料的一般性加工，对使用时间和被加工件的表面没有过多要求的场合。专业材质：超细颗粒K20、K30（如我司的MH10、MH12）。主要针对高硬度黑色金属和常见合金材料的加工，对刀具的使用寿命及工件的加工精度有较高要求。工业级别：纳米级别0.4μ晶粒度以下的合金材料。主要用于特殊产品的加工，如碳纤维或难加工的合金金属，比如说高温材料等。以上为常见黑色金属加工选材的基本原则，需要说明的是，现在很多刀具都是做过涂层处理的，先这类合金刀具，其使用效果更多的是取决于涂层设计和涂层材料的选择，合金在这类刀具中，更多的是起到基体的作用，需要考虑的多一点的是合金与基体的亲和度，我们公司我建议涂层刀具的合金，选用MH10已经能满足绝大部分使用场合。二、有色金属加工：就硬质合金刀具加工范围的有色金属，狭义的来说，我们通常指铜、铝、钛、镍、镁及其部分常见合金。这类合金的特性是，硬度相对较低，延展性好，与其他金属有较好的亲和性（也就是容易粘刀），所以这类合金的选材原则是：低Co、晶粒度合理的偏细。当然，这是个大致方向，具体的选材要视具体材料具体分析选材。1、铜、铝、镍、镁等材料在有色金属里面属于易加工金属，但是因为其活跃的金属结构，使其很容易与近亲金属（如Fe、Co）发生亲和反应，也就是我们常说的容易粘刀。那么我们选材时，要考虑减少其近亲金属的含量，另外选择更稳定的分子结构的材质，还需要提高合金的锋利度，以此减少摩擦热量。一般来说，铜铝材料的加工，我个人建议我司的MH4、MH6、MH8、MH10，个人认为可以达到工业级要求。当然，如果是切断型刀具，加工的对象又是铝锭、铝棒之类的，需要适当的考虑其抗冲击性，那么P类合金和M类合金也可以作为选择对象。2、钛的加工选材：钛因其独特的物理特性，在特种行业的应用可以说是一枝独秀，因此我也专门把它作为一种加工材料单独来聊一聊，钛具有比重轻、强度高、延展性好、可塑性好、耐高温、耐腐蚀等诸多优点，因此在军工、航空航天和民用上有不可取代的地位。也因为它的物理特性，钛及钛合金的加工材料要求比较高，我们公司目前只有MH12和MH10能较好的对这类产品进行加工，如果客户有条件的话，尽可能建议客户对刀具进行涂层处理，会显著提升刀具的使用寿命及加工效果。三、特种金属材料的加工选材：特种金属材料是一个比较特殊的材料，我接触的不多，知道也就是一些涂层材料，比如说碳氮化钛、氧化铝啊等等··对于这类材料，我没有任何经验能与大家分享，希望有这类经验的同事能一起探讨。加工工艺对合金材质选择的影响1、加工工艺包含加工方式、加工参数等内容。加工方式除了我们理解的车铣刨磨钻铰滚之外，还有一个内容，就是带冷却液加工和干加工的区别。一般来说，粗加工和半粗加工基本以干加工为主，精加工和半精加工一般是带冷却液的加工方式，目的是除了要获得更好的表面效果外，还要使工件不至于热变形产生加工误差。因此，干加工除了锋利度、耐磨性和红硬性这些性能外，重点还要考虑其抗冲击性。加工工艺对合金材质选择的影响因此干加工推荐P类合金较为常见（当然，也要看刀具种类）。带冷却液的加工方式以K类和YT类合金较为常见，当然，一般是细颗粒或者超细颗粒，主要是重点保证刀具的锋利度（能使表面更光洁）和耐磨性，另外刀具的膨胀变形系数也更小。除以上考虑因素外，如果能获知客户的加工参数，对我们更准确的推荐合金材料也有很大的帮助，加工参数主要包含进给量、加工工艺对合金材质选择的影响加工转速、线速度（可通过转速计算）等等。大进给量低转速的加工参数，一般推荐P类或者M类合金（也要视其加工对象），高转速，低进给量的加工参数，一般推荐K类或者YT类合金。以上为我今天跟大家分享的内容，因为经验和时间的关系，我不排除有一些理解可能不够完善或者有误差，希望能起到一个抛砖引玉的作用，能和大家一起探讨、学习、研究、成长！谢谢大家！