(a)有極高的硬度和耐磨性,加工材料硬度越高,該優越性也愈突出。
(b)刀刃非常鋒利,刀麵表麵粗糙度很低,能進行精密加工。
(e)有很好的導熱性及較低的熱膨脹係數。,
(d)主要缺點是耐熱性差,切削溫度不宜超過70-800攝氏度;強度低、脆性大,對振動敏感,隻宜微量切削;與鐵元素有強的化學親合力,在高溫下金剛石中的碳原子會很快擴散到鐵元素中,故一般不適合加工黑色金屬。
(2)立方氮化硼(CBN)
立方氮化硼是由六方氮化硼(白石墨)在高溫高壓下轉化得到的。是繼人造金剛石之後的又一種人工轉化的無機超硬材料,其顯微硬度為HV8000-9000(HK4700),僅次於金剛石。
主要特點:
①有極高的硬度與耐磨性。
②有很高的耐熱性(1400-1500攝氏度),因此可用於高速切削輯熱合金。但高溫下與水易起化學反應。
③化學惰性很大,與鐵係材料在1200-1300攝氏度時也不易起化學作用,1000攝氏度以下不會氧化。因此在髙速切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵時,刀具的粘結、擴散磨損較小。
④有良好的導熱性及較低的摩擦係數。
由於CBN材料的一係列優點,目前不僅用於製造磨具,也開始用於製造車刀、鏜刀、銑鉸刀以及製成可辭位刀片。
(3)複合超硬材料刀片成都工具研究所生產複合人造金剛石刀片(牌號為FJ)和複合立方氮化硼刀片(牌號為FD)。這兩種刀片都是以硬質合金為基體,以人造金剛石或立方氮化硼為工作層的雙層刀片。
①FJ刀片的適用範圍
刀片適於精加工或半精加工以下各種有色金屬及其合金以及非金屬。
(a)銅及各種銅合金;
(b)鋁及各種鋁合金;
(c)軸承合金(巴氏合金);
(d)其它有色金屬;
(e)硬質碳(機械用碳)及石墨;
(f)碳纖維及碳一碳複合材料;
(g)玻璃鋼、各種塑料及預燒後的硬質合金。
②FD刀片的適用範圍:適於精加工高硬耐磨材料。
(a)各種淬火鋼(HRC65-67);
(b)各種鑄鐵;
(c)各種噴塗材料;
(d)某些材料的光整加工。
2.3用於難加工材料的刀具材料的選擇
2.3.1可切削性的概念及其衡量指標
工件材料的可切削性(也稱可加工性),是指工件材料進行切削加工的難易程度。
最常用的可切削性衡量指標是T,其含義是:當刀具耐用度為時,切削某種材料所允許的切削速度,記為Ft。Ft愈高,則材料的可切削性愈好。一般情況下刀具耐用度取為r=60min,對一些難加工材料,可取r=30min或r=15min。如果取T=60min,則rT寫成Feo。經常使用相對切削性指標,即以45鋼的為基準,寫作(h。),以被切削材料的Fs。與之相比的比值,這個比值稱為相對切削性。
各種材料的相對切削性乘以45鋼的切削速度,即可得出切削這種材料的適用切削速度。愈高,允許的切削速度愈高,可切削性愈好。
這種分級法反映了工件材料對刀具磨損的總體作用,對選擇切削速度提供了一定依據。常用的工件材料,按相對切削性可分為八級。
2.3.2材料切削加工性的綜合分析法
按工件材料的物理、力學性能分級來對切削加工進行綜合分析。就是把各種材料的物理、力學性能的五個指標(即硬度、抗拉強度、延伸率、衝擊值、導熱係數)按數值從小到大分成0-12級,以表示切削加工的難易程度。
確定了材料切削加工性能,對於改善材料加工性,合理選擇刀具材料、刀具幾何參數和切削用量提供了重要的依據。
由於45鋼的硬度和強度中等,塑性和韌性不高,導熱係數較大,故它屬於較易切削材料。切削45鋼時,允許較高切削速度(r