整体硬质合金刀具

56WMEM·2019年 第4期Products & Technology产品与技术图1 iMX联结结构整体硬质合金立铣刀的创新结构尚亚国际贸易公司 章宗城1.立铣刀的主要形式结构立铣刀主要有整体式和装可转位刀片式两种基本形式。

整体式按材料分主要有整体高速钢制和整体硬质合金制两种。

采用整体硬质合金制造，虽价高，但刚性大，硬度高，耐磨损，加工效率高，加工质量好，其直径范围约在0.1～25mm。

整体高速钢制的特点是韧性高，最大直径可达60mm以上。

装可转位刀片的立铣刀直径约为12～160mm，立铣刀除用在加工一般零件的侧面、台阶面和槽外，随着数控技术的发展可随机床数控插补运动的控制做复杂型面的加工，如铣切内外圆柱面、各种曲面、成形表面，成为加工模具型腔和复杂形状零件的主要刀具。

为了加工各种不同的表面和材料，并具有更高的效率、精度和表面质量，立铣刀除具有直角头、圆弧头、球头这三种基本形式外，还可设计制作出了多种特殊的形状和结构。

为高效加工具有多种表面的零件，需要能快速更换使用不同形状的立铣刀。

为了提高加工效率，节省辅助时间，于是可换刀头的立铣刀出现了，它们一般是在钢制刀杆上用螺纹联结装上可更换不同形状的装可转位刀片的刀头，这样就不用拆卸已定位安装好的刀杆，只换个刀头就行，这样可快速加工出多个表面，甚至全部表面，实现工艺集中，使各个表面的相互位置精度也得以提高，且大大节省工时，许多制造立铣刀的公司都进行了这方面的开发。

2.新联结结构及效果目前各公司的可更换刀头的立铣刀，主要是装可转位刀片的立铣刀，立铣刀刀杆和装可转位刀片的刀头都是钢制的，为保证一定的刚性，常仅用于较大的直径。

在加工较小的型腔，狭窄的表面时，只能使用许多小直径不同形状的整体立铣刀，小直径高速钢刀头刀杆联结问题不大，但刚性差。

有没有可更换较小直径的整体硬质合金的立铣刀呢？能否解决好同是硬质合金刀杆和刀头的联结和拆装的难题呢？针对以上问题，三菱综合材料公司的技术人员经过一段时间的设计试验和修正，开发出了iMX可换硬质合金刀头刀杆系列立铣刀，其联结结构如图1所示。

加工高温合金的硬质合金刀具1.加工高温合金的硬质合金刀具材料,宜选择超细微粒硬质合金YS2,YG8W,YG813,YG643,YM052,YM051和钨钴类YG8及钨钛钽(铌)钴类YG8N,YW3,YW4等.其中,YS2,YG8W用于粗加工,其他用于精加工.不宜选择YT类.(进口刀具材料各品牌的编号不一样,要查清楚需要他们材料供应商提供一些资料,难度大些,我手上资料不够,以后有了再介绍).2.刀具合理几何参数选择:前角应选正值,后角稍大些,前面宜磨成圆弧断屑槽形,刃区一般不磨负倒棱.主偏角根据工艺系统刚性来定,刚性好取小些,反之取大些.3.合理选择切削用量.背吃刀量粗加工取1-6mm,精加工0.2-0.5.进给取0.1-0.5mm/r.根据被切削材料查一下切削速度.根据切削温度原理,以700-1000度为宜.4.选择切削液,可选择压力切削油,尽量不选择含硫的切削液.实际加工时,要多做测试和调整,自己的经验比较保险.硬质合金常用牌号及用途介绍牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2 ;硬度HRA/用途1、YG3x/ K01/ 1420; 92.5 /适于铸铁.有色金属及合金.淬火钢合金钢小切削断面高速精加工.2、YG6/ K20 /1900; 90.5 /适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工.3、YG6x /K15/ 1800; 92.0/ 适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金钢的中小切削断面高速精加工.半精加工.4、YG6A/ K10/ 1800 ;92.0 /适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金的中小切削断面高速精加工5、YG8/ K30/ 2200 ;90.0/ 适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料低速粗加工.6、YG8N/ K30/ 2100; 90.5 /适于铸铁.白口铸铁.球墨铸铁以及铬镍不锈钢等合金材料的高速切削.7、YG15/ K40/ 2500 ;87.0 /适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.8、YG4C/ 1600; 89.5/ 适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.9、YG8C/ 1800; 88.5 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.10、YG11C/ 2200 ;87.0 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.11、YW1/ M10/ 1400; 92.0 /适于钢.耐热钢.高锰钢和铸铁的中速半精加工.12、YW2/ M20/ 1600; 91.0 /适于耐热钢.高锰钢.不锈钢等难加工钢材中.低速粗加工和半精加工.13、GE1/ M30/ 2000; 91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表齿轮耐磨损零件.14、GE2 /2500; 90.0 /硬质合金顶锤专用牌号.15、GE3/ M40/ 2600; 90.0 /适于制造细径微钻.立铣刀.旋转挫刀等.16、GE4/ 2600; 88.0/ 适于打印针.压缸及特殊用途的管. 棒.带等.17、GE5 /2800 ;85.0 /适于轧辊.冷冲模等耐冲击材料.。

硬质合金硬质合金刀具材料
C、Ti
C、Ta
C、NbC等)，用Co、Mo、Ni等元素充当粘结剂而制成的粉末冶金制品。

其常温硬度可达78-82HRC，能够在800-1000℃的高温下使用，允许的切削速度是高速钢的4-10倍。

但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢低，因此很少做成整体式刀具。

在实际使用中，一般将硬质合金刀块用焊接或机械夹固的方式固定在刀体上。

常用的硬质合金有三大类：1、钨钴类硬质合金（代号为YG）由碳化钨和钴组成。

这类硬质合金韧性较好，但硬度和耐磨性较差，适用于加工脆性材料（如铸铁等）。

钨钴类硬质合金中含Co 越多，则韧性越好。

常用的牌号有：YG
8、YG
6、YG3，它们制造的刀具依次适用于粗加工、半精加工和精加工。

2、钨钛钴类硬质合金（代号为YT）由碳化钨、碳化钛和钴组成。

这类硬质合金耐热性和耐磨性较好，但抗冲击韧性较差，适用于切屑呈带状的钢料等塑性材料。

常用的牌号有YT
5、YTl
5、YT30等，其中的数字表示碳化钛的含量。

碳化钛的含量越高，则耐磨性越好、韧性越低。

这三种牌号的钨钛钴类硬质合金制造的刀具分别适用于粗加工、半精加工和精加工。

3、钨钛钽
（铌）类硬质合金（代号为YW）由在钨钛钴类硬质合金中加入少量的碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）组成。

它具有上述两类硬质合金的优点，其制造的刀具既能加工钢、铸铁、有色金属，也能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难加工材料。

常用牌号有YWl和YW2。

硬质合金刀具的稳定性和耐用性研究一、介绍硬质合金刀具作为一种高硬度、高耐磨的工具材料，被广泛应用于切削加工、雕刻、钻孔等领域。

然而，随着加工工艺和设备的不断升级，对硬质合金刀具的性能和质量要求也越来越高，因此，稳定性和耐用性成为评判硬质合金刀具优劣的两个重要指标。

二、稳定性的研究稳定性是衡量硬质合金刀具使用寿命的重要指标之一。

一方面，硬质合金刀具的稳定性与其加工过程中的振动有关。

在加工过程中，由于工件材料性质的不同，对硬质合金刀具的切削力、压力和热量产生不同的影响，这些影响会导致硬质合金刀具振动。

而硬质合金刀具振动越大，加工中出现的问题（如切削不良、刀具破裂等）就越多，加工效率就越低，稳定性也就越差。

另一方面，硬质合金刀具的稳定性与其材料性能有关。

硬质合金刀具具有非常高的硬度和韧性，这是其能够承受高强度切削的关键。

但是，硬质合金刀具在使用过程中，由于高温、高压等原因，易出现热膨胀、材料脆裂等问题，会影响硬质合金刀具的稳定性。

鉴于硬质合金刀具稳定性受多种因素影响，研究硬质合金刀具加工过程中的振动规律，探索优化硬质合金刀具的制造工艺和材质，提高硬质合金刀具的整体质量，是进一步提升稳定性的有效途径。

三、耐用性的研究硬质合金刀具的耐用性是评价其质量好坏的重要标准。

硬质合金刀具由于具备高硬度、高韧性等特点，使得其使用寿命相对于其他刀具更长。

但是，硬质合金刀具在使用过程中仍会出现磨损、破裂等问题，直接影响其耐用性。

目前研究硬质合金刀具耐用性的方法较多，其中主要包括以下几种：1. 制造工艺的改进。

通过优化工艺，改进硬质合金刀具的材料结构和性能，提高其耐用性。

2. 涂层技术的应用。

采用涂层技术可以在硬质合金刀具表面形成一层耐磨性更强的涂层，从而延长其使用寿命。

3. 其他辅助措施。

如硬质合金刀具的正确使用与保养，加工时的冷却液选择等都可以对硬质合金刀具的耐用性产生影响。

因此，注重使用技巧和正确保养也是提高硬质合金刀具耐用性的重要手段。

硬质合金刀头、规格、型号、用途、种类•YD05•专用于加工各种镍基、钴基、铁基及含碳化钨自熔性喷涂合金资料。

••YD05•专用于加工各种镍基、钴基、铁基及含碳化钨自熔性喷涂合金资料。

•YT726•红硬性高，耐磨性好。

适于冷硬铸铁、合金铸铁、淬火钢的车削、铣削。

•YT767•耐磨性高、抗塑性变形能力好。

适于高锰钢、不锈钢的连续或部断切削。

•YT758•高温硬度好，耐磨性好。

适于超高强度钢的连续或间断切削。

•YT798•韧性好，具有很高的抗热震裂和抗塑性变形能力。

适于铣削合金结构钢、合金工具钢，也适于高锰钢、不锈钢的加工。

•YT535•耐磨性、红硬性高于YT540并有较高的使用强度。

适于铸、锻钢的连续粗车、粗铣。

•ZP10•耐磨性及使用强度较高，红硬性好，适合于钢铸钢、可锻铸铁、连续球墨铸铁的精加工和音精加工，还可用于仿形、螺纹车削及铣削加工。

•ZP20•使用强度和抗冲击性较高，适合于钢、铸钢可锻铁和球墨铸铁的半精加工和浅粗加工。

•ZK10SF•结晶粒合金，具有较高耐磨性，强度高，抗冲击性好，适合各种铸铁、有色金属及非金属资料的加工，是整体硬质合金孔加工刀具的理想资料。

•ZK10SF-1•具有良好的耐磨，适合于铸铁、有色金属、非金属资料及淬火钢的精加工，是整体硬直金孔加工刀具的理想资料。

•ZK30SF•强度高，抗冲击性好，适合于各种铸铁的粗加工和强力切削。

•ZK30SF-1•结晶粒合金，耐磨性好，使用强度高，通用性好。

适用于在较高速度下粗，精加工各种钢、铸铁、碳钢，高速和快速进给更佳。

•ZK10UF•适用于各种铸铁及有色金属的精加工和半精加工，也是制作整体硬质合金孔加工工具的理想资料。

•ZK10UF-1•适合于铸铁的精加工和半精加工，亦可用于合金铸铁、青铜、黄铜、铝及其合金的加工。

•ZK20•适合于铸铁、冷硬铸铁、低合金铸铁，有色金属及非金属资料的半精加工和浅粗加工。

•ZK30UF•具有特别优越的韧性，硬度也比较高，适于各种铸铁，有色金属的精加工和强力铣削，特别是作为孔加工刀具十分理想。

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硬质合金分钨钴合金(YG)和钨钴钛合金(YT)两大类。

钨钴类合金具有良好的韧性，制成的刀具可以采用较大的前角与刃磨出较为锋利的刃口，在切削过程中切屑易变形，切削轻快，切屑不容易粘刀，所以在一般情况下，用钨钴合金加工不锈钢比较合适。

钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品！在特别是在振动较大的粗加工和断续切削加工情况下更应采用钨钴合金刀片，它不象钨钴钛合金那样硬脆，不易刃磨，易崩刃。

钨钴钛合金的红硬性较好，在高温条件下比钨钴合金耐磨，但它的脆性较大，不耐冲击、振动，一般作不锈钢精车用刀具。

常用硬质合金的分类与牌号（例）①钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。

其牌号是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。

例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。

②钨钛钴类硬质合金主要成分是碳化钨、碳化钛（TiC）及钴。

其牌号由“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首）和碳化钛平均含量组成。

例如，YT15，表示平均WTi＝15％，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。

③钨钛钽（铌）类硬质合金主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。

这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。

其牌号由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺序号组成，如YW1。

各种刀头的规格有几十种，恕不能一一列举。

供参考！硬质合金刀具型号：1、整体硬质合金刀具类，包含麻花钻，铣刀，铰刀，镗刀，铣刀片，球头铣刀，锯片铣刀，锥度铣刀，光面塞规，圆棒及阶梯钻。

整体合金刀具生产工艺流程
整体合金刀具的生产工艺流程包含原材料制备、压制成型、烧结、磨削和质检等关键步骤。

1.原材料制备：生产过程始于精确混合的原材料，主要是碳化钨（WC）粉末和钴（Co）粉末。

这两种材料的混合比例对最终产品的性能有重要影响。

2.压制成型：混合好的原材料会在高度自动化的CNC控制冲压机内用冲头和冲模进行压制，形成基本的形状和尺寸。

压制后的刀片硬度还不够，需要后续处理才能达到标准。

3.烧结：为了提升硬度，刀片在1500摄氏度下进行15小时的热处理。

烧结过程使得融化的钴与碳化钨颗粒粘结在一起，刀片会明显收缩，并且粉末混合物转化成具备金属性的新材料，成为硬质合金。

4.磨削：由于硬质合金非常坚硬，需要使用工业金刚石对其进行磨削。

根据几何角度要求，刀片会进行各种磨削加工，以达到准确的形状和要求的厚度。

5.质检：在生产流程的每一个环节后，都会进行严格的质量检查，以确保产品的质量满足工业标准。

硬质合金刀具的型号、分类、用途型号1、整体硬质合金刀具类，包含麻花钻，铣刀，铰刀，镗刀,铣刀片,球头铣刀，锯片铣刀，锥度铣刀，光面塞规，圆棒及阶梯钻。

2、镶合金刀具类，包含铰刀、螺旋立铣刀，钻扩成型刀，汽车轮毂刀，三面刃，T型铣刀和各种成型刀。

3、可转位刀具类，包括硬质合金可转位立铣刀,可转位面铣刀，可转位燕尾铣刀和可转位三面刃。

4、高速钢刀具类，包括高速钢成型铣刀，左旋钻，球面铣刀，钴高速钢刀具及各种非标成型高速钢刀具。

5、行业专用刀具类，包含汽车行业专用刀、动员机行业专用刀、缝纫机行业专用刀、模具行业专用刀、纺机业专用刀和印制线路板行业专用刀。

硬质合金分类与用途－硬质合金分类及用途，直到国家标准正式发布之前，国内相关书本、杂志、资料中表述没有严格规范，通常按合金成份进行分类，用途表述则比较分散。

分类碳化钨基硬质合金：包括WC—Co、WC—TaC—Co、WC—TiC—Co、WC—TiC—TaC —Co、WC—Ti—TaC—NbC—Co等合金，这些合金均以碳化钨为主成份。

碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金：通常以TiC或Ti（C、N）为基础成份，以Ni—Mo作粘结剂而组成的一种硬质合金。

这类硬质合金近几年又有许多新的进展，如含Ta、W等重金属元素的多元复式碳化物固溶体加入研制高性能Ti（C、N）基金属陶瓷等。

碳化铬基硬质合金：以Cr3C2为基，以Ni或Ni—W等作粘结剂而组成的硬质合金，通常用来作耐磨耐腐蚀零件，近几年还大量用于装饰品部件如表链等。

钢结硬质合金：以TiC或 WC为基，钢作粘结剂而组成的一种硬质合金，是一种可进行机加工和热处理的合金，是介于传统硬质合金与合金钢之间的一种工程材料。

涂层硬质合金：通常指在韧性的碳化钨基硬质合金基体上通过化学气相沉积或物理涂层方法，涂上几微米厚的TiC、TiN、Ti（C、N）、Al2O3之类的硬质化合物而生产的。

用途硬质合金具有一系列优良性能，用途十分广泛，随着时间推移用途还在不断扩大，主要用途分述如下：切削工具：硬质合金可用作各种各样的切削工具。