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刀具材料与选择第1章、刀具材料与选择一、填空1.在金属切削过程中，刀具切削部分是在高温、高压、和剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。
2.刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。
3.常用的刀具材料分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢及硬质合金四类。
4.碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造低切削速度的切削刀具和手用刀具，如锉刀、手用铰刀、手用丝锥和板牙。
5.普通高速钢的硬度不高、其耐热温度为550～600℃，通常允许的最大切削速度为15～25m/min。
6.制造形状复杂的刀具通常用高速钢材料。
7.普通高速钢按钨、钼质量分为钨系高速钢和钼系高速钢，主要牌号有W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2。
8.硬质合金的主要缺点是抗弯强度、冲击韧度较低、硊性大，因此不耐冲击和振动。
9.硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都高于高速钢，耐热温度可达800～1000℃，切削速度为高速钢的数倍。
10.常用硬质合金分为钨钴类YG 、钨钛类YT 和钨钛钽（铌）类YW 等。
其中YG类适合用于铸铁等脆性工件，YT 类适用于加工钢类等普通塑性工件。
11.各类硬质合金牌号中，含钴量越多，抗冲击越好；含碳化物越多，硬度、耐磨性越高。
粗加工时应选用含钴多的硬质合金刀具。
12.陶瓷刀具材料以氧化铝或复合氧化铝为主要成分。
13.陶瓷材料的优点是高硬度与耐磨性、高耐热性、高化学稳定性及抗粘结性好，一般适用于精加工和半精加工硬材料。
14.超硬刀具材料主要有陶瓷和金刚石、立方氮化硼三种。
15.由于金刚石与铁原子的亲和性强，易使其丧失切削能力，故不宜用于加工铁族材料。
16.金刚石的主要缺点是耐热性差、强度低、脆性大，故对冲击、振动敏感，因而对机床的精度、刚度要求高，一般只适宜作非铁合金的精加工。
二、判断题1.刀具切削部分的材料影响刀具切削性能的好坏。
（√）2.刀具材料硬度越高，强度和韧性越低。
（√）3.刀具材料的工艺性是指可加工性、可磨削性和热处理特征等。
七、高速钢刀具打的变形开裂及防止措施淬火变形是钢淬火必然产生的客观规律。
高速钢刀具在热处理过程中经常遇到变形开裂的问题，尺寸较大、形状较复杂的刀具及细长的刀具尤为突出（前者易开裂，后者易变性）。
现在仅将生产过程中遇到的刀具变形、开裂情况及防止措施，结合典型刀具为例作一些说明。
【高速钢刀具产生变形开裂的原因】高速钢刀具产生变形开裂，主要是受到组织应力和热应力的影响。
1、组织应力的影响刀具在加热和冷却过程中发生各种组织转变，由于钢中各组织的比容不同，因此在相变时发生体积变化。
尤其是高速钢，淬火冷却胡得到高合金度的马氏体组织，马氏体的比容大，使刀具淬火后体积膨胀。
另一方面，由于刀具具有复杂的几何形状，加热和冷却是的组织转变非同时进行，一些尖角的地方容易引起应力集中，导致刀具变形开裂。
影响组织应力大小的因素很多，如加热温度、冷却方法等。
要减小组织应力，主要是在热处理中设法调节马氏体。
奥氏体和贝氏体的相对量，这与淬火方法（油淬分级及等温淬火）直接有关。
2、热应力的影响热应力是刀具在加热和冷却是产生内外温差所引起的。
由于工件表里各种存在温差、造成热胀冷缩的不一致。
高速钢的导热性较差，更加剧热应力的作用。
故对一般易裂易变性的刀具应采用多次预热、多次分级、甚至等温的工艺。
3、原材料碳化物偏析导致变形开裂生产实践中由于碳化物的不均匀性，是工具沿碳化物集中处开裂。
例如铣刀、剃齿刀等刀具的内孔开裂，多数是上述原因所导致的。
4、淬火前刀具内部存在较大的应力在处理过程中易引起变形开裂。
例如薄形锯片铣刀在处理前先消除应力，处理后能减少变形。
5、淬火温度过高使钢材强度大大下降，因此在加热和冷却过程中容易发生变形与开裂。
实践经验证明，凡刀具有过热、过烧现象，则刀具变形就大（如车刀、钻头之类），容易引起开裂（如铣刀、滚刀之类）。
6、冷却过快在热应力和组织应力的复杂作用下，易引起变形开裂。
同样，加热过快也易引起变形开裂。
高速钢具有极好的淬透性，只有在600℃以后缓慢的冷却都不妨碍刀具的硬度和其他切削性能。
车刀设计及热处理工艺西安工业大学北方信息工程学院题目: 车刀材料类热处理工艺设计院(系) 机电信息系专业金属材料班级 B070209 姓名张佳文学号B07020928 指导老师刘健康王鑫2010年11 月 23 日摘要车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。
车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。
因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性(红硬性)，即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
[关键词] 切削耐磨高硬度红硬性第 2 页共 14 页目录1(绪论 (4)1.1 技术要求 (4)1.2 工作条件及性能要求 (4)1.3 失效形式及使用性能 (4)2(实验方案及实验方法.....................................................................5 2.1 实验方案 (5)2.1.1 碳素刃具钢 (5)2.1.2 合金刃具钢 (5)2.1.3 高速钢 (6)2.1.4 高速钢衍变.....................................................................6 2.2 试验方法 (6)2.2.1 球化退火 (7)2.2.2 预热处理 (7)2.2.3 淬火 (7)2.2.4 回火..............................................................................7 3(结果与讨论 (7)3.1 热处理前的组织分析 (8)3.2 球化退火后的组织分析 (8)3.3 淬火及回火后的组织分 (9)3.4 导致缺陷组织的原因...............................................................11 4(结论....................................................................................... 11 致谢.............................................................................................14 参考文献 (14)第 3 页共 14 页1. 绪论1.1技术要求高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，若没有足够的高的硬度是不能进行切削加工的。
W18Cr4V热处理工艺W18Cr4V高速钢被广泛应用于刀具、模具、冲模、金属切削工具等领域，因其高硬度、高耐磨、高韧性和高耐热性。
为了发挥W18Cr4V高速钢的最大性能，需要采用适当的热处理工艺。
本文将介绍W18Cr4V高速钢的热处理工艺。
1. 退火在退火处理前，W18Cr4V高速钢应先去暴，去掉表面氧化层和碳化物层。
退火温度一般在800℃至900℃之间，保温时间为1至2小时，然后采用炉冷或空冷方式冷却。
此时的钢材结构为球状奥氏体和少量回火组织。
退火处理可以消除钢材加工硬化和初始应力，使其具有较好的韧性和可加工性。
同时，球状组织也有利于提高钢材的强度和延展性。
2. 空冷淬火在无法进行淬火的低温或特殊情况下，可以采用空冷淬火方式来获得较高的硬度和耐磨性。
在750℃至800℃左右加热，保温1至2小时，然后空气冷却。
空冷淬火后的组织为混合贝氏体和少量残余奥氏体，硬度可达到63-64 HRC。
3. 常规淬火4. 回火常规淬火后的钢材硬度太高，易出现脆性断裂现象，需要进行回火处理来降低硬度，提高韧性。
回火温度一般在520℃至560℃之间，保温时间为1至2小时，然后自然冷却。
回火温度越高，韧性越好，而硬度和耐磨性逐渐降低。
典型的回火温度为540℃左右，此时硬度约63-64 HRC。
总之，W18Cr4V高速钢的热处理工艺需要根据具体材料、用途和要求来选择合适的工艺，以达到最佳的性能。
同时，注意热处理过程中要控制好温度和时间，避免产生裂纹、变形和机械性能下降等不良现象。
刀具热处理技术的应用刀具热处理是刀具生产制造中最重要的环节，其质量好坏直接关系到企业的经济效益和市场竞争成败。
刀具热处理仍以盐浴炉为主，很少用真空炉和网带炉。
以下重点介绍高速钢刀具的预备热处理、淬火及表面强化工艺。
1）高速钢刀具的预备热处理。
预备热处理包括退火、调质和去应力退火三大类。
高速钢又称风钢，加热到相变温度以上，在空气中就可以淬火，经轧制和锻造后均有较高的硬度，为使其软化便于切削加工，必须进行退火处理。
退火工艺有普通退火、等温退火、高温退火等多种方法。
经拉、拔、挤等塑性变形方法加工的毛坯，为消除冷作硬化应进行低温去应力退火；对于形状复杂、切削加工量较大或细长、薄片状工具，为了减少热处理畸变或淬火裂纹，常进行550～600℃×4h去应力退火。
为了改善高速钢毛坯的可加工性，特别是铣削加工性能，应经不完全加热淬火、高温回火，使毛坯达到32～38HRC的硬度。
预备热处理要掌握好温度，防止氧化脱碳。
2）高速钢刀具的淬火回火处理。
夹具对热处理质量的影响越来越引起人们的重视，不同的刀具淬火应设计制造出合适的夹具，有些刀具热处理难度很大，其实就难在淬火夹具上。
高速钢含有较多的合金元素，导热性能较差，需要进行两次甚至三次预热。
比较可靠实用的方法是在450～500℃的井式炉中先烘干水分，避免湿工件进炉爆炸，飞液溅出伤人。
预热温度一般为850～870℃，预热时间为加热时间的两倍。
盐浴配方（质量分数）为70%BaCl2+30%NaCl。
高速钢刀具高温加热是非常重要又非常难的环节，盐浴成分为100%BaCl2。
从增加碳化物溶入量，提高奥氏体合金化程度的角度考虑，奥氏体化温度越高越好，以便提高钢的耐磨性和热硬性；但从细化晶粒，提高韧性的角度考虑，加热温度不宜太高。
不同牌号有不同的加热温度，同一牌号钢制作不同刀具，加热温度相差也很大，也就是说，制订热处理工艺应该个性化。
不管何种刀具，在制订热处理工艺时，必须了解刀具加工的对象，在满足韧性的前提下，温度高比温度低优越。
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m42热处理工艺（大纲）一、M42热处理工艺概述1.1M42热处理工艺的定义1.2M42热处理工艺的应用领域1.3M42热处理工艺的特点二、M42热处理工艺的基本原理2.1热处理工艺的分类2.2M42热处理工艺的原理2.3M42热处理工艺对材料性能的影响三、M42热处理工艺的流程3.1工艺流程概述3.2热处理前的准备工作3.3热处理过程中的关键参数控制3.4热处理后的冷却处理四、M42热处理工艺的关键技术4.1热处理炉温控制技术4.2热处理气氛控制技术4.3热处理过程中的变形与应力控制4.4热处理后的性能检测与评估五、M42热处理工艺在实际应用中的案例分析5.1M42热处理工艺在模具制造中的应用5.2M42热处理工艺在航空航天领域的应用5.3M42热处理工艺在汽车制造中的应用5.4M42热处理工艺在其他领域的应用六、M42热处理工艺的发展趋势6.1现有热处理工艺的优化6.2新型热处理工艺的研究与应用6.3热处理工艺与智能制造的结合6.4热处理工艺在绿色制造领域的应用一、M42热处理工艺概述1.1 M42热处理工艺的定义M42热处理工艺是一种针对高速钢工具和模具的先进热处理技术。
它主要通过对工件进行高温度和长时间的热处理，以改变其组织结构和性能，提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
高速钢热处理硬度
一、高速钢简介
高速钢是一种合金钢，具有良好的韧性和耐磨性，适用于制造高速切削刀具和冷作模具。
其含有较高的钨、铬、钼等合金元素，能在高温下保持良好的硬度和强度。
二、高速钢热处理原理
高速钢热处理主要包括退火、正火、淬火和回火等工艺。
通过调整加热温度、保温时间、冷却速度等参数，使高速钢中的合金元素得到合理分布和溶解，提高钢的硬度、强度和韧性。
三、高速钢热处理硬度的影响因素
1.合金元素含量：合金元素含量越高，热处理后的硬度越高。
2.热处理工艺：不同的热处理工艺对高速钢的硬度影响较大。
3.冷却速度：冷却速度越快，高速钢热处理后的硬度越高。
四、提高高速钢热处理硬度的方法
1.增加合金元素含量：适当增加钨、铬、钼等合金元素的含量，可提高高速钢的热处理硬度。
2.优化热处理工艺：根据高速钢的成分和性能要求，选择合适的热处理工艺参数，以提高硬度为目标进行调整。
3.控制冷却速度：采用适当的冷却速度，使高速钢在淬火过程中产生的马氏体组织更加细小，从而提高硬度。
五、高速钢热处理硬度检测与评估
高速钢热处理硬度的检测方法有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验等。
根据不同标准和要求，选择合适的热处理硬度检测方法，并对检测结果进行评估。
六、总结与展望
高速钢热处理硬度是评价其性能的重要指标。
通过合理控制热处理工艺和合金元素含量，可有效提高高速钢的热处理硬度，满足切削刀具和模具的使用要求。
