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怎么提高硬质合金刀具的寿命

- 2019-07-24-

     通过在1-5μm范围内改变碳化钨的粒度,可以改变超硬模具刀具的基体性能。基体材料的粒度对于切削性能和刀具寿命起着重要作用。粒度越小,刀具的耐磨性越好。反之,粒度越大,刀具的强韧性越好。细颗粒基体主要用于加工航空牌号材料(如钛合金、Inconel合金和其他高温合金)的刀片。

    此外,将超硬模具刀具材料的钴含量提高6%-12%,可以获得更好的韧性。因此,可以通过调整钴含量来满足特定切削加工的要求,无论这种要求是韧性还是耐磨性。

    刀具基体的性能还可以通过在接近外表面处形成富钴层,或者通过在硬质合金材料中有选择性地添加其他合金元素(如钛、钽、钒、铌等)而获得增强。富钴层可以显著提高切削刃强度,从而提高粗加工和断续切削刀具的性能。

    此外,在选择与工件材料和加工方式相匹配的刀具基体时,还表现考虑另外5种基体特性——断裂韧性、横向断裂强度、抗压强度、硬度和耐热冲击性能。例如,如果超硬模具刀具出现沿切削刃崩刃的现象,就应该选用具有较高断裂韧性的基体材料。而在刀具出现切削刃直接失效或破损的情况下,可能采用的解决方案是选用具有较高横向断裂强度或较高抗压强度的基体材料。对于切削温度较高的加工场合(如干式切削),通常应该首选硬度较高的刀具材料。在可以观察到刀具产生热裂纹的加工场合(在铣削加工中最常见),建议选用耐热冲击性能较好的刀具材料。

    在许多情况下,刀片切削刃的制备(或称刃口钝化)已成为决定加工成败的分水岭。钝化工艺参数需根据特定的加工要求而定。例如,用于高速精加工钢件的刀片对刃口钝化的要求就与用于粗加工的刀片有所不同。刃口钝化可应用于加工几乎任何类型碳钢或合金钢的刀片,而在加工不锈钢和特殊合金材料的刀片上,其应用则有一定限制。钝化量可以小至0.007mm,也可以大到0.05mm。为了在条件恶劣的加工中起到增强切削刃的作用,还可以通过刃口钝化形成微小的T型棱带。

    一般来说,用于连续车削加工以及铣削大部分钢和铸铁的刀片需要进行较大程度的刃口钝化。钝化量取决于硬质合金牌号和涂层类型(CVD或PCD涂层)。对于重度断续切削加工刀片,对刃口进行重度钝化或加工出T型棱带已成为一种先决条件。根据不同的涂层类型,钝化量可接近0.05mm。

    与此相反,由于加工不锈钢和高温合金的刀片容易形成积屑瘤,因此要求切削刃保持锋利,只能进行轻微钝化(可小至0.01mm),甚至还可以定制更小的钝化量。同样,加工铝合金的刀片也要求具有锋利的切削刃。

    最佳刀具基体、涂层和切削刃制备技术对于限制刀具磨损和抵抗切削高温至关重要。这些要素,加上在可转位刀片上采用的断屑槽和转角圆弧半径,决定了每种刀具对于不同的工件和切削加工的适用性。所有这些要素的最佳组合能够延长刀具寿命,使切削加工更经济、更可靠。

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