切削不锈钢加工中的刀具材料选择
确保率切削不锈钢加工的必要条件之一是选择合适的刀具材料,而依据不锈钢材料的切削特点来看,合适的刀具一定要有高耐磨性、良好耐热性,以及与不锈钢亲和作用低等特点。现在常用的刀具材料是高速钢与硬质合金。
高速钢主要是用于制成钻头、立铣刀、丝锥与拉刀等复杂多刃的刀具。普通高速钢W18Cr4V的耐用度较低并不符合要求,而使用新型高速钢刀具在切削不锈钢时效果比较不错。
在车削条件相同的情况下,使用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2不锈钢工件时,刀具刃磨一次加工的件数分别是2-3件与12件,可以看到采用95w18Cr4V的刀具耐用程度提升了近6倍。这是因为增加了高速钢的碳含量,在常温环境中硬度提高2HRC红硬性更好,600℃时因为W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51-52,其耐磨性也2-3倍于W18Cr4V。
使用高钒高速钢W12Cr4V4Mo制成的铣刀对1Cr17Ni2不锈钢加工能够有较好的刀具耐用度。由于钒含量的增加,可以在高速钢中生成硬度非常高的VC,细微的VC存在晶界中,能够有效防止晶粒长大,增加材料的耐磨性;W12Cr4V4Mo的红硬性很好,600℃时硬度可达HRC51.7,所以也适于制成切削不锈钢的各种复杂刀具。不过它的强度和冲击韧性较W18Cr4V略低,所以在使用时要注意下。
随着数控刀具生产工艺的快速进步,对加工批量大的工件,使用硬质合金制成的刀具切削加工会有更好的效果。
其中YG类硬质合金的韧性比较不错,可使用较大的前角,刀刃也可磨更锋利,让切削更轻快,并且产生的切屑不易和刀具产生粘结,比较适合用来不锈钢加工。尤其是在振动的粗车与断断续续切削时,YG类硬质合金的这个优点就更重要。
此外YG类合金的导热性也比较不错,它的导热系数近两倍高于高速钢,较YT类合金也要高一倍左右。所以YG类合金在不锈钢切削中使用比较的多,尤其是在粗车刀、切断刀、扩孔钻与铰刀等制造中使用更加广泛。目前使用如813、758、767、640、712、798、YM051等新牌号硬质合金制成的刀具,可以在切削不锈钢加工中取得比较不错的效果。
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