刀具材料的发展、主要牌号及用途_车刀的主要牌号及用途
刀具材料的发展、主要牌号及用途由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“车刀的主要牌号及用途”。
刀具材料的发展、主要牌号及用途
发布: 2007-11-10 23:07 | 作者: 国际化 | 来源: 中国机械资讯网
目前21世纪刀具材料的发展呈现出以下特点： 1.硬质合金刀具必将替代高速钢刀具。2.涂层刀具的应用越来越普遍，其中PVD涂层刀具增幅最大。3.PCD、PCBN和金刚石涂层刀具增长迅速。对用于金属切削的刀具材料，一般有硬度、强度、红硬性、导热性等指要求，其中硬度和强度是一对极其重要的指标。理想的刀具材料当然是硬度、强度兼备。这是我们机械刀具界发展的目标。不同切削材料的对比材料的分类主要牌号及用途: YBC151: 高耐磨性的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的组合；是钢、铸钢和不锈钢材料精加工在高速切削条件下的理想牌号。YBC251: 具有特殊强度与韧性刀刃的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的极佳组合，是钢材加工的通用牌号，适应于钢、铸钢和不锈钢的半精加工、精加工等。YBC351: 高强度与抗塑性变形基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的结合，具有好的韧性及抗塑性变形；适用于钢、铸钢、不锈钢的轻型粗加工与粗加工。YBM151: 特殊组织结构基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合，具有良好的抗扩散磨损性及抵抗塑性变形能力，适宜于在切削条件较好情况下进行不锈钢的精加工及半精加工。YBM251: 韧性和强度好的基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合，优先选用于不锈钢的半精加工、轻型粗加工（车削和镗削），可在连续切削与断续切削条件下使用。YBM351: TiAlN和TiN的PVD涂层合金，有极好的切削强度与抗冲击性能及非常好的耐磨性，适用于车加工和镗加工不锈钢及在P30范围内材料的低速重负荷粗加工。YBD051: CVD涂层，基体能承受高温而不发生塑性变形。适用于球墨铸铁、高强度可锻铸铁和灰口铸铁的精加工到半精加工。YBD151: 高耐磨性基体与MT-Ti(CN)、厚Al2O3、TiN 涂层的极佳组合，是球墨铸铁与灰口铸铁加工的首选牌号，允许有较高的切削速度。YBM252: TiAlN和TiN的PVD涂层合金，具有良好的韧性与耐磨性，适用于精车、镗加工和轻型铣削不锈钢及钻加工铸铁、不锈钢和合金铸铁，也可用于中、低速切断与切槽低碳钢。YBG201: TiN的PVD涂层合金，具有良好的韧性和耐磨性，是高质量的螺纹加工低碳钢、不锈钢和铸铁的专用牌号，也用于钻加工（用周边和中心部位都参与切削的刀片）。YB235: 韧性非常好的基体，与TiN、TiCN 涂层相结合。刀刃安全性好。在中、低速情况下粗加工，适用于钢、奥氏体不锈钢、铸钢的车、铣、镗、钻(带周边切削刀片)，主要用于P40和M35材料。YC10: 适用于钢、铸钢的精加工和半精加工，宜采用较高切削速度和中、小进给量，也可做仿形车削。YC40: 用于钢、铸钢的强力切削，宜在恶劣的条件下采用低速切削和大进给量切削加工。YD101: 适用于铸铁、有色金属尤其是铝材的精加工、半精加工，亦可加工锰钢、淬火钢等硬质材料。YD201: 用于铸铁、耐热合金的半精加工，也使用于塑料、橡胶、木头等非金属材料的加工。特别适用于航空工业有锐利刀刃要求的刀具。宜采用中切削速度和较大进给量。具有良好的耐磨性和韧性。YNG051: TiCN基金属陶瓷，提高了化学稳定性和耐磨性，结合锋利的切削刃槽型使用，无论在高速和低速条件下都能保证加工件的表面质量。适合于钢、不锈钢、铸铁的精加工。YNG151: TiCN基金属陶瓷，与YNG051相比，韧性更好，具有极好的抗塑性变形和积屑瘤性。适合于钢、不锈钢、铸铁的半精和精加工。YCB011: PCBN刀具，具有高硬度和极好的热稳性，切削温度可达1300oC。主要适用于淬硬钢HRC50-60(例如：碳素工具钢、轴承钢、模具钢和高速钢等）灰口铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、以及Ni基、Co基、Cr基、Fe基高温合金的机械加工。YCD011: PCD刀具，具有高硬度,极好的耐磨性，摩擦系数低，极好的热导性。它适合于有色金属（如：Cu、Al、Mg、Ti高硅铝合金等）和非金属材料（如：玻璃纤维、陶瓷、增强塑料等）的机械加工。
QIAOLIGUO(2007-11-29 22:01:04)PCBN和PCD刀具是什么材料的，是有涂层的刀具吗？请指教，学习中。养猪东篱下(2007-11-29 22:46:14)PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)刀具;以下详细介绍来自网络(仅供参考):
VD物理涂层金刚石刀具
CBN聚晶立方氮化硼
超 硬 刀 具
一、概述 超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。随着科技的进步，制造业的高速发展，CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，如汽车零部件的切削加工，强化木地板的 加工等，极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。
二、切削材料及超硬材料发展史
超硬材料发展史
时间 1955 1957 1977 1995
超硬材料 人造金刚石 立方氮化硼 PCD，PCBN 人造单晶金刚石 人造单晶CBN 类金刚石膜 金刚石薄膜 金刚石厚膜
公司 GE GE GE
CVD CVD
2.3MM
方法 高温高压 高温高压 高温高压
5MM 指标
用途 磨料 磨料 刀具 刀具 刀具 刀具 刀具 刀具
三、金刚石、超硬材料的特性与作用 众所周知，金刚石材料的成分是碳，金刚石与铁系有亲和力，切削过程中，金刚石的导热性优越，散热快，但是要注意切削热不宜高于700度，否则会发生石墨化现象，工具会很快磨损。因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应，与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损，所以，金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上，而CBN即使在1000oC的高温下，切削黑色金属也完全能胜任。已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。这两种材料的同时存在，起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工，对整个切削加工领域极为有利。1．PCD 金刚石烧结体（PCD）的出现，在许多方面代替了天然单晶金刚石。PCD与天然金刚石比较，价格便宜，且刃磨远比天然金刚石方便，所以其应用、推广特别迅速。在大量涌现的新材料中，大部分都是难加工材料，如高硅铝合金，汽车发动机的活塞大量采用这种材料。一般，含硅量低于10%的铝合金，用硬质合金切削工具即可，但含硅量超过10%,就只能借助PCD。当前采用的高硅铝合金含硅量均在12%以上，有的已达18%以上，所以非PCD莫属。但是，由于PCD的种类很多，有合理选择的必要。其粒度、浓度等都会影响到硬度、耐磨性等性能。因此，在应用中也必须根据被加工材料的种类。硬度等特性来考虑合理的各种参数。PCD在国内外的生产已十分普及，但是质量有较大的差异，因此在价格上出入很大。2．PCBN 立方氮化硼烧结体（PCBN）是CBN颗粒与结合剂一起烧结而成，硬度仅次于金刚石，与黑色金属无亲和力。但是，PCBN不适于切削一般的钢件。PCBN刀具材料性能如下：（1）具有较高的硬度和耐磨性。CBN晶体结构与金刚石相似，化学键类型相同，晶格常数相近，因此具有与金刚石相近的硬度和强度。CBN微粉的显微影度为HV8000-9000，其烧结体PCBN的硬度为HV3000-5000。（2）具有很高的热稳定性。CBN的耐热性可达1400-1500℃，PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。（3）具有优良的化学稳定性。由于PCBN耐高温，在大气和水蒸气中，在900℃以下无任何变化 且稳定，甚至在1300℃时，和Fe、Ni、Co等也几乎没有反应，更不会像金刚石那样急剧磨损，这时它仍能保持硬质合金的硬度，因此，它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁，而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。（4）具有较好的导热性。在各类刀具材料中，CBN的导热性仅次于金刚石，大大高于硬质合金，而且随着温度的升高，PCBN的导热系数是增加的。（5）具有较好的摩擦系数。与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1-0.3,硬质合金为0.4-0.6,随着切削速度的提高, 摩擦系数是减小的。
3．超硬材料涂层切削工具 CVD、PVD等技术的出现，是切削工具领域中的一次重大的革命。它的出现立即引起了机械制造领域的巨大反响，理想的切削工具应当是既有硬的表面，又有高的韧性，涂层技术便达到了这个目标。最早的涂层材料都是陶瓷性质的物质，如TiN、TiC、Al2O3等，近年来，涂层技术又有了很大的发展。超硬材料涂层正在得到全面应用，许多产品相继出现在市场上。超硬材料涂层的发展，使整个现有的切削工具的性能都明显得到了提高，面对当前大量涌现的难加工材料，这些新发展的涂层技术将有巨大的适应能力，前景相当喜人?br> 超硬材料涂层的种类共有三大类，即类金刚石、金刚石和CBN。这些涂层材料均为纯金刚石或纯CBN,所以硬度与沉积的材料是相同的，和PCD与PCBN相比，因不含结合剂，所以硬度、耐磨性等均有较大的提高。金刚石涂层和CBN涂层的性能与原材料是相同的，只是薄膜而已，使用时与陶瓷涂层类同。4.厚膜金刚石 金刚石薄膜的合成技术和应用研究在全球范围发展极为迅速，形成了“金刚石薄膜热”。在这十多年内，气相合成的方法发展到二十多种，一般沉积的速度每小时只1～2um,如何加快沉积速度一直是人们研究的课题。在近期沉积速度发展到了100um/h以上，最高达到930um/h。我们称之为厚膜金刚石。厚膜金刚石是纯金刚石，其硬度接近天然金刚石，而PCD、PCDN是金刚石粉与结合剂混合在一起烧结而成，因此硬度受到结合剂的影响，其硬度不如前者。我国已成功地掌握了这门技术，最大的沉积厚度达到了2.3mm。现在已商品化，进入了国际先进行列。厚膜金刚石不同于PCD之处是没有结合剂，是纯金刚石，所以它的硬度高得多，与天然金刚石不同，它具有各向同性，成本低，因此在许多方面将取代PCD。用作拔丝模将是均匀磨损，因此拔丝的线材质量明显优于天然金刚石模具。如果沉积质量进一步提高，在超精密加工中也有取代天然金刚石的可能，因此颇受超精密领域的重视。总之，金刚石和超硬材料由于性能优越，应用不断地在扩大，已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域，对各种工业的发展将起到巨大的推动作用，前景十分广阔。
四、超硬刀具的主要品种及特点(1)PCD金属切削刀具 ①．刀具种类：（以车刀为例，其它还有铣刀，铰刀，镗刀等。）
②．结构形式 此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀具。焊接式PCD刀具同普通硬质合金焊接刀具结构形式是一样的。见下图。图一 不同的是刃口材质不一样，几何参数不一样，加工对象不一样。可转位式PCD刀片是在硬质合金可转位刀片上焊接一小块PCD刀坯再经刃磨而成，可装夹在与之对应的高精度刀杆上，进行高效，大批量加工。随着数控机床、自动生产线的普及，可转位式PCD刀片的使用将越来越广泛，在一定条件下，其刀具耐用度较硬质合金刀具可提高几十倍至几百倍。图二 ③．刀具几何参数： 金刚石切削工具的几何参数一般其前角为0°-5°，后角为5°～12°，其端部有两种，一是圆弧，另一为直线，后者有时称为修光刃，其长度根据被加工材料来选择。圆弧车刀在切削过程中的调整比较简单，而平刃的调整相对而言是很费时的。如果应用在高精度的曲面加工中，圆弧的刃磨要求就很严格，它精度的优劣会复印在曲面上。④．切削用量
PCD切削用量及适用范围
推荐切削用量
刀具材质 适用范围
切削速度（M/MIN）进给量（MM/REV）切削深度（MM）
铝合金
铜合金
PCD
木工材质
硬质非金属材料如陶瓷等
100-1000 200-500 3000 10-90
0.1-0.3 0.08-0.2 0.04 0.01-0.3
0.3 0.3 0.5-9 0.5 ⑤．典型应用 有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工 采用PCD刀具加工有色金属时，由于金刚石硬度高，表面与金属亲合力小，因此加工尺寸稳定性及表面质量都很好，刀具寿命也较长。例1：采用PCD刀具加工电机整流子的紫铜换向器，典型切削参数为：V=300m/min，f=0.08mm/r，ap≤0.15mm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm，刀具寿命>5,000件，而采用硬质合金刀具则只能加工几件。例2：采用PCD刀具加工各种硅铝合金零件，表面粗糙度Ra≤0.1μm，刀具寿命可达几千～几万件，尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。(2)PCD木工刀具 PCD木工刀具目前最主要的用途就是加工强化木地板。在加工强化木地板Al2O3耐磨层时，切削速度可达3,000m/min,，进给量可达每分钟20米，且加工时噪音小，PCD刀具耐用度是硬质合金刀具的200倍以上，已完全取代硬质合金刀具。其它PCD木工刀具主要有PCD锯片和PCD家具成形铣刀等。由于价格较贵或家具更新较快，国内应用不是很多。(3)PCBN金属切削刀具 立方氮化硼(简称CBN)虽然它的硬度稍逊于金刚石，但却是目前可用于加工硬化黑色金属的最硬的刀具材料。①． 刀具种类及结构形式 PCBN金属切削刀具也可分为可转位式PCBN刀具和焊接式PCBN刀具两类。
可转位结构的PCBN刀片一般是在可转位硬质合金刀片的一个角上焊接一块PCBN刀坯，经刃磨而成。考虑到刀坯较贵及重磨等原因，一般只做成一个刀尖。随着焊接工艺质量的提高，PCBN刀坯尺寸越做越小，不重磨PCBN刀片的价格也随之降低。焊接式PCBN刀具是将PCBN刀坯焊接在钢基体上经刃磨而成，主要有车刀、镗刀、铰刀等。②． 几何参数 PCBN刀具的强度比硬质合金刀具低，因此在加工淬硬钢时，因此其刀尖角不能太小，刀具前角一般为-5°～0°，后角一般为6°～12°，断续切削时一般采用负倒棱，通常负倒棱尺寸取(0.1～0.5)×（10°～30°）为宜。这不仅有利于对切削刃进行补强，而且有很好的耐磨性。若切削刃进行适当的钝化处理，其效果更好。此外，在可能的情况下，尽量采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径，这有助于保护刀刃，延长刀具的使用寿命。③．切削用量：为了充分发挥PCBN刀片的优越性，取得满意的加工效果，在实际使用时，除参照下表所推荐的PCBN刀片选用的切削用量外，还应根据机床、工件及其它有关条件的具体情况全面考虑，合理选择。
PCBN切削用量及适用范围
推荐切削用量
刀具材质 适用范围
切削速度（m/min）进给量（(mm/r)切削深度（mm）
各种淬硬钢：HRC50-67 普通灰铸铁：HB200左右 高硬度铸铁：HRC50-64 PCBN 粉末冶金零件 热喷涂焊零件 硬质合金：HRA80-88
50-150 400-1000 50-100 80-150 50-120 5-40
0.05-0.12 0.1-0.5 0.1-0.3 0.03-0.2 0.1-0.3 0.05-0.2
0.2 0.12-2.0 0.5 1 0.5 0.3 ③． PCBN刀具的典型应用及常见问题 由于PCBN刀具材料具有优良的切削性能，所以特别适合加工其硬度在HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁、HRC35以上的耐热合金以及HRC30以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。在加工淬硬钢时，径向力很大，这就要求机床功率要大，机床系统刚性要好，这既可保护PCBN刀具，又可获得满意的加工效果。装夹PCBN刀具时，刀具的悬伸长度要尽量短，以防止刀杆颤振和变形，使PCBN刀具保持良好的加工状态。而对于硬度高和不规则的工件，由于PCBN刀片较脆、怕冲击。刀具从工件端面切入、切出时，尤其表面有夹渣、砂眼、凹凸不平，最易发生冲击，刃口破裂，使耐用度降低。所以在使用PCBN刀具前，最好先将冷硬层粗车一次，并在工件切入切出端先倒角，以减小PCBN刀具冲击力。例1： 工件材料 16CrMo5，HRC60-65 Ra0.8μm
φ30×30止口 刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm 切削用量 V=140mm/min f=0.1-0.12mm/r aP=0.15-0.20mm 干切,连续切削,1000个工件左右 例2：汽车、摩托车齿轮孔的加工,齿轮孔精度为IT6。传统加工工艺为：机加工->热处理->磨削。采用超硬刀具“以车代磨”的加工工艺为：粗加工->热处理->精加工。新工艺可大幅度提高加工效率，降低加工成本，原采用磨削工艺一班仅能加工100个小齿轮，现采用PCBN刀具车削，一班能加工400个小齿轮。此外，分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。工件材料 20CrMnTi，渗碳淬火，HRC60-62 Ra0.8μm
刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm 切削用量 V=90mm/min f=0.1mm/r aP=0.1mm 例3： 工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm
镗孔 刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm 切削用量
V=500mm/min f=0.2mm/r aP=0.08-0.20mm 干切,连续切削,1000个工件左右 硬材料的立方氮化硼有如下要求： CBN含量
1XXX合金的$典型用途合金 典型用途1050 食品、$w化学和酿造工业用挤压盘管，wo各种软管，wo烟花粉1060 要求抗蚀性与成型性均高的$场合，wo但对强度要求不高，wo化工设备是典型用途1......
铝合金典型用途1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途1100 用于加工需要有良好的成......
不锈钢各种牌号区别极其用途字体大小：大小 kdyapm发表于 10-03-02 11:15 阅读(44) 评论(0) 1 奥氏体形 1Cr17Mn6Ni5N 节镍钢种，代替牌号1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。铁道车......
不同牌号铝合金的典型用途1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途1100 用于加工需要......
数控刀具的主要材料种类及用途机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素,刀具切削性能的好坏取决于刀具的......
