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1、數(shù)控刀具,株洲艾森硬質(zhì)合金有限公司,一、數(shù)控刀具簡介,數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。 根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。 根據(jù)制造刀具所用的材料可分為；：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜

2、削刀具；銑削刀具等。,,為了適應數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%40%，金屬切除量占總數(shù)的80%90%。數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點： 剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形??； 互換性好，便于快速換刀； 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； 刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除 系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。,2、數(shù)控刀具材料的研究現(xiàn)狀：,由于硬質(zhì)合金數(shù)控刀具材料的耐磨性和強韌性不易兼顧，因此使用者只能根據(jù)具體加

3、工對象和加工條件在眾多硬質(zhì)合金牌號中選擇適用的刀具材料，這給硬質(zhì)合金刀具的選用和管理帶來諸多不便。為進一步改善硬質(zhì)合金刀具材料的綜合切削性能，目前的研究熱點主要包括以下幾個方面： (1) 細化晶粒 通過細化硬質(zhì)相晶粒度、增大硬質(zhì)相晶間表面積、增強晶粒間結(jié)合力，可使硬質(zhì)合金刀具材料的強度和耐磨性均得到提高。當WC晶粒尺寸減小到亞微米以下時，材料的硬度、韌性、強度、耐磨性等均可提高，達到完全致密化所需溫度也可降低。普通硬質(zhì)合金晶粒度為35m，細晶粒硬質(zhì)合金晶粒度為l1.5m(微米級)，超細晶粒硬質(zhì)合金晶粒度可達0.5m以下(亞微米、納米級)。超細晶粒硬質(zhì)合金與成分相同的普通硬質(zhì)合金相比，硬度可提高

4、2HRA以上，抗彎強度可提高600800MPa。,,常用的晶粒細化工藝方法主要有物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、等離子體沉積法、機械合金化法等。等徑側(cè)向擠壓法(ECAE)是一種很有發(fā)展前途的晶粒細化工藝方法。該方法是將粉體置于模具中，并沿某一與擠壓方向不同(也不相反)的方向擠出，且擠壓時的橫截面積不變。經(jīng)過ECAE工藝加工的粉體晶?？擅黠@細化。 由于上述晶粒細化工藝方法仍不夠成熟，因此在硬質(zhì)合金燒結(jié)過程中納米晶粒容易瘋長成粗大晶粒，而晶粒普遍長大將導致材料強度下降，單個的粗大WC晶粒則常常是引起材料斷裂的重要因素。另一方面，細晶粒硬質(zhì)合金的價格較為昂貴，對其推廣應用也起到一定制約作用。 (2)

5、涂層硬質(zhì)合金 在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上，通過CVD(化學氣相沉積)、PVD(物理氣相沉積)、HVOF(High Velocity Oxy-Fuel Thermal Spraying)等方法涂覆一層很薄的耐磨金屬化合物，可使基體的,,強韌性與涂層的耐磨性相結(jié)合而提高硬質(zhì)合金刀具的綜合性能。 涂層硬質(zhì)合金刀具具有良好的耐磨性和耐熱性，特別適合高速切削；由于其耐用度高、通用性好，用于小批量、多品種的柔性自動化加工時可有效減少換刀次數(shù)，提高加工效率；涂層硬質(zhì)合金刀具抗月牙洼磨損能力強，刀具刃形和槽形穩(wěn)定，斷屑效果及其它切削性能可靠，有利于加工過程的自動控制；涂層硬質(zhì)合金刀具的基體經(jīng)過鈍化、精化處理后

6、尺寸精度較高，可滿足自動化加工對換刀定位精度的要求。 上述特點決定了涂層硬質(zhì)合金刀具特別適用于FMS、CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))等自動化加工設(shè)備。但是，采用涂層方法仍未能根本解決硬質(zhì)合金基體材料韌性和抗沖擊性較差的問題。 (3) 表面、整體熱處理和循環(huán)熱處理 對強韌性較好的硬質(zhì)合金表面進行滲氮、滲硼等處理，可有效提高其表面耐磨性。對耐磨性較好但強韌性較差的硬質(zhì)合金進行整體熱處理，可改變材料中的粘結(jié)成分與結(jié)構(gòu)，降低WC硬質(zhì)相的鄰接度，從而提高硬質(zhì)合金的強度和韌性。利用循環(huán)熱處理工藝緩解或消除晶界間的應力，可全面提高硬質(zhì)合金材料的綜合性能。,,(4) 添加稀有金屬 在硬質(zhì)合金材料中添加TaC、

7、NbC等稀有金屬碳化物，可使添加物與原有硬質(zhì)相WC、TiC結(jié)合形成復雜固溶體結(jié)構(gòu)，從而進一步強化硬質(zhì)相結(jié)構(gòu)，同時可起到抑制硬質(zhì)相晶粒長大、增強組織均勻性等作用，對提高硬質(zhì)合金的綜合性能大有益處。在ISO標準的P、K、M類硬質(zhì)合金牌號中，均有這種添加了Ta(Nb)C的硬質(zhì)合金(尤以M類牌號中較多)。 (5) 添加稀土元素 在硬質(zhì)合金材料中添加少量釔等稀土元素，可有效提高材料的韌性和抗彎強度，耐磨性亦有所改善。這是因為稀土元素可強化硬質(zhì)相和粘結(jié)相，凈化晶界，并改善碳化物固溶體對粘結(jié)相的潤濕性。添加稀土元素的硬質(zhì)合金最適合粗加工牌號，亦可用于半精加工牌號。此外，該類硬質(zhì)合金在礦山工具、頂錘、拉絲模等硬質(zhì)合金工具中亦有廣闊應用前景。我國稀土資源豐富，在硬質(zhì)合金中添加稀土元素的研究也具有較高水平。,