通常,在切削工具中使用硬质合金始于19到25。从19世纪30年代开始,高速钢(HSS)就成为金属切削刀具的标准。硬质合金后来问世,被认为是HSS的直接替代品,由于其韧性,耐磨性和足够的硬度(通常用于通用金属切削),经常被用作比较的参考,使其成为与硬质合金比较的基准碳化物。

什么是碳化钨?

硬质合金是由钴,钼,镍等强化的微米级难熔高硬度金属碳化物粉末,在高温高压下烧结。硬质合金的高温碳化物含量超过了具有高硬度(HRC75-80)和良好耐磨性的高速钢。
值得注意的是,硬质合金的热硬度可以达到800-1000度。该特性有利于硬质合金的切削速度,使其比高速钢快4至7倍,切削效率更高。
但是,它的缺点与HSS相似。它具有低的弯曲强度,差的冲击韧性,高的脆性以及低的冲击和抗振性。
将0.2至1μm范围内的碳化钨颗粒与钴一起烧结以产生固体。钴充当粘合剂将颗粒“胶结”在一起。这种材料以更快的速度和进给并在一定程度上提供了更长的刀具寿命,彻底改变了金属切削行业。

什么是HSS?

高速钢(HSS)是一种具有高硬度,高耐磨性和高耐热性的工具钢。它也被称为锋利钢,这意味着即使淬火期间在空气中冷却,它仍然可以硬化,并保持锋利。
实际上,高速钢是一种包含高百分比碳和其他金属的钢。考虑到组成是高速钢的最重要特性,HSS包含钨,钼,铬,钒,钴和其他碳化物形成元素,合金元素的总量约为10至25%。这些组合物为HSS提供了经典的切削和机械性能,例如耐磨性。在淬火状态下,高速钢中的铁,铬,部分钨和大量碳会形成极硬的碳化物,从而可以改善钢的耐磨性(洛氏硬度范围为HRC64–68)。

此外,众所周知,HSS的热硬度很高。这是因为基体中溶解了钨。高速钢的热硬度可以达到650度。钨,钼,铬,钒,钴和其他碳化物所含元素可在高温切割(约500°C)下帮助保持高硬度
将HSS与碳工具钢进行比较,在低温下进行淬火和回火后,碳工具钢在室温下具有较高的硬度。但是当温度高于200°C时,碳素工具钢的硬度会急剧下降。此外,碳素工具钢在500°C时的硬度将下降到其退火状态的相似水平,这意味着其切削金属的能力完全丧失。这种现象限制了碳素工具钢在切削工具中的使用。高速钢由于其良好的热硬度而弥补了碳工具钢的关键缺点。

比较

首先,它在比HSS更高的温度下保持其硬度,因此它更适合于更快地切割。即使它比HSS稍微贵一点,但根据应用的不同,它的使用寿命也可以延长5到10倍,从而降低了总成本。
从加工性能的角度来看,硬质合金刀具可以有效地改善表面光洁度,然后控制工件的尺寸远胜于高速钢。
尽管硬质合金产品价格相对较高,但人们仍然发明了减少材料成本的方法,即仅在切削刃或刀刃上使用硬质合金。阀体和阀杆由成本较低的高强度硬化工具钢制成。这样,总成本就大大降低了。
在过去的几年中,硬质合金刀具的普及程度逐渐提高,但客观地讲,它仍然不能代替一般工作范围内的HSS。主要是因为HSS工具易于使用且具有成本效益,并且其能够适应大多数工作环境。
此外,硬质合金很难磨锐。因此,它们通常以插入件的形式购买,并在切屑或磨损时更换。尽管它可以很好地承受压力,但其抗拉强度却很低。硬质合金刀尖必须始终位于车床钻头的正确位置。将切割点移动到中心线以下会产生更大的力,这会使它分开。

虽然HSS刀具的使用寿命不及硬质合金刀具,但它的确具有更高的抵抗力和脆性,是在硬质材料中小刀尖尺寸的深切削的最佳选择。此外,它们对于普通用户而言更容易锐化。使用氧化铝砂轮可以很容易地将它们磨锐。

因此,选择使用哪种类型的一个有用技巧是您是否可以自行进行锐化处理。硬质合金刀具在变钝之前可以持续很长时间,但是要重新磨削却要保持安静,这需要使用金刚石砂轮来实现。如果您可以进行磨削,那么到目前为止,硬质合金刀具将是大多数金属加工典型应用的最佳选择。毕竟,在大多数情况下,硬质合金优于HSS。在切割较软的材料(如铝和塑料)时,HSS立铣刀完全可以胜任。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

zh_CN简体中文