機械，模具加工常用金屬材料及其特性

機械 ，模具加工常用金屬材料及其特性

11、SKD11——耐性鉻鋼

日本日立株式出產(chǎn).在技術(shù)上改進鋼中的鑄造安排,細化了晶粒.較Cr12mov的耐性和耐磨性有所提高.延長了模具的運用壽數(shù).

12、D2——高碳高鉻冷作鋼

美國產(chǎn).具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高溫抗癢化功能好,淬火和拋光后抗銹蝕才能好,熱處理變形小,宜制作各種要求,長壽數(shù)的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷擠壓模,冷剪切刀等。

13、SKD11(SLD)——不變形耐性高鉻鋼

日本日立株式出產(chǎn).因為鋼中MO,V含量添加,改進鋼中的鑄造安排,細化了晶粒,改進了碳化物描摹,因而此鋼的強耐性(抗彎強度,撓度,沖擊韌度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所添加,并且具有更高的耐回火性.實踐證明此鋼模具壽數(shù)比Cr12mov有所提高.常制作要求高的模具,如拉伸模,沖擊砂輪片的模等。

14、DC53——高耐性高鉻鋼

日本大同株式出產(chǎn).熱處理硬度高于SKD11.高溫(520-530)回火后可達62-63HRC高硬度,在強度和耐磨性方面DC53超過SKD11.耐性是SKD11的兩倍.DC53的耐性在冷作模具制作很少呈現(xiàn)裂紋和龜裂.大大提高了運用壽數(shù).殘余應(yīng)力小.經(jīng)高溫回頭削減殘余應(yīng)力.因為線切割加工后的裂痕和變形得到按捺.切削性和研磨性超過SKD11.用于精細沖壓模,冷鍛,深拉模等.

15、SKH-9——耐磨性,耐性大的通用高速鋼

日本日立株式出產(chǎn).用于冷鍛模,切條機,鉆頭,鉸刀,沖頭號。

16、ASP-23——粉末冶金高速鋼

瑞典產(chǎn).碳化物散布極均勻,耐磨損,高耐性,易加工,熱處理尺度穩(wěn)定.用于沖頭,深拉伸模,鉆模,銑刀和剪切刀片等各類長壽數(shù)之切削東西。

17、P20——一般要求的巨細塑膠模具

美國產(chǎn).可電蝕操作.出廠狀態(tài)預(yù)硬HB270-300.淬火硬度HRC52。

18、718——高要求的巨細塑膠模具

瑞典產(chǎn).尤其電蝕操作. 出廠狀態(tài)預(yù)硬HB290-330. 淬火硬度HRC52

19、Nak80——高鏡面,塑膠模具

日本大同株式產(chǎn). 出廠狀態(tài)預(yù)硬HB370-400.淬火硬度HRC52

20、S136——防腐蝕及需鏡面拋光塑膠模具

瑞典產(chǎn). 出廠狀態(tài)預(yù)硬HB＜215.淬火硬度HRC52。

21、H13——一般常用壓鑄模

用于鋁,鋅,鎂及合金壓鑄.熱沖壓模,鋁擠壓模,

22、SKD61——高及壓鑄模

日本日立株式產(chǎn),經(jīng)電碴重溶技術(shù),在運用壽數(shù)上比H13有明顯的提高. 熱沖壓模,鋁擠壓模,

23、8407——高及壓鑄模

瑞典產(chǎn). 熱沖壓模,鋁擠壓模。

24、FDAC——添加了硫加強其易削性

出廠預(yù)硬硬度338-42HRC,可直接進行刻雕加工, 無須淬火,回火處理.用于小批量模,簡易模,各種樹脂制品,滑動零部件,交期短的模具零件.拉鏈模,眼鏡框模。

超實用的刀具涂層的深度解析，看完選刀無憂！

超實用的刀具涂層的深度解析，看完選刀無憂！

金屬切削加工有必要滿意對出產(chǎn)率和加工速度不斷進步的要求。加工時產(chǎn)生的沖突、工件和刀具的磨損是構(gòu)成出產(chǎn)率丟失的主要要素。根據(jù)德國沖突學(xué)會的陳述，在工業(yè)化國家，每年僅由沖突和磨損構(gòu)成的丟失就占到社會出產(chǎn)總值的大約5%。

刀具涂層能夠改善刀具的沖突和磨損功能，因而在切削加工中必不可少。多年來，外表處理技能提供商一直在開發(fā)定制化的涂層解決計劃，以進步刀具的耐磨性、加工功率和使用壽數(shù)。獨特的挑戰(zhàn)來自于對以下四個要素的重視與優(yōu)化：①刀具外表的涂前和涂后處理；②涂層資料；③涂層結(jié)構(gòu)；④涂層刀具綜合加工技能。

圖1 切削加工的成功取決于刀具、涂層、資料等各種要素之間相互效果的優(yōu)化

刀具磨損來源

在切削過程中，一些磨損機理發(fā)作在刀具與工件資料的接觸區(qū)。例如，切屑與切削外表之間的粘結(jié)磨損、工件資猜中的硬質(zhì)點對刀具的磨料磨損，以及沖突化學(xué)反應(yīng)（由機械效果和高溫引起的資料化學(xué)反應(yīng)）引起的磨損。因為這些沖突應(yīng)力會減小刀具的切削力和縮段刀具的使用壽數(shù)，因而它們主要影響刀具的加工功率。

外表涂層能夠減小沖突力的影響，一同，刀具基體資料可對涂層起到支撐效果，并吸收機械應(yīng)力。沖突系統(tǒng)功能的改善除了能夠進步出產(chǎn)率以外，還能節(jié)約資料和下降能源消耗。

圖2 涂層刀具

涂層對下降加工本錢的效果

在出產(chǎn)周期中，刀具的使用壽數(shù)是一個重要的本錢要素。除了其他含義以外，可將刀具壽數(shù)理解為機床在需求維護之前能夠不間斷加工的時常。刀具壽數(shù)越長，因出產(chǎn)中斷而產(chǎn)生的本錢就越低，機床的維護工作也越少。

即便在切削溫度很高的情況下，使用涂層也能夠延伸刀具的使用壽數(shù)，然后大大下降加工本錢。此外，刀具涂層還能夠削減對潤滑液的需求。這不但能夠下降物料本錢，并且還有助于保護環(huán)境。

圖3 即便在高速切削淬硬鋼時，涂層銑刀的使用壽數(shù)也能大幅進步

涂層前和涂層后處理對出產(chǎn)率的影響

在現(xiàn)代切削加工中，刀具要承受高壓（＞2GPa）、高溫和不斷循環(huán)的熱應(yīng)力。在刀具涂層之前和涂層以后，有必要對其進行相應(yīng)的工藝處理。

在刀具涂層之前，可選用各種預(yù)處理方法使刀具為隨后的涂層工藝做好準備，一同明顯進步涂層的附著力。經(jīng)過與涂層的一同效果，對刀具切削刃的制備也能進步切削速度和進給率，并延伸刀具的使用壽數(shù)。

涂層后處理（刃口制備、外表處理和結(jié)構(gòu)化處理）對刀具的優(yōu)化也起著決定性效果，特別能夠避免經(jīng)過構(gòu)成積屑瘤（工件資料粘結(jié)到刀具切削刃上）而可能構(gòu)成的前期磨損。

圖4 PVD涂層爐內(nèi)部一瞥

涂層考慮要素與挑選

對涂層功能的要求可能迥然不同。在切削時刃口溫度很高的加工條件下，涂層的耐熱磨損功能就變得極其重要。人們希望，現(xiàn)代涂層還應(yīng)具有以下特性：優(yōu)異的高溫功能、抗癢化功能、高硬度（即便在高溫條件下），以及經(jīng)過納米結(jié)構(gòu)層規(guī)劃而具有的微觀韌性（塑性）。

對刀具而言，優(yōu)化的涂層粘附性和合理散布的剩余應(yīng)力是兩個決定性要素。首要，需求考慮基體資料與涂層資料的相互效果。其次，涂層資料與被加工資料之間應(yīng)具有盡可能小的親和性。經(jīng)過選用適當?shù)牡毒邘缀涡螤詈蛯ν繉舆M行拋光的方法，能夠明顯下降涂層與工件發(fā)作粘結(jié)的可能性。

鋁基涂層（如AlTiN）是切削加工行業(yè)常用的刀具涂層。在切削高溫效果下，這些鋁基涂層能夠構(gòu)成薄而細密的氧化鋁層，而氧化鋁層在加工中能夠不斷自我更新，并保護涂層和其下的基體資料不被氧化侵蝕。

經(jīng)過改變鋁含量和涂層結(jié)構(gòu)，能夠調(diào)整涂層的硬度和抗癢化功能。例如，經(jīng)過增加鋁含量，選用納米結(jié)構(gòu)或微合金化（即與低含量元素合金化），就能夠改善涂層的抗癢化功能。

除了涂層資料的化學(xué)成分以外，涂層結(jié)構(gòu)的改變也會明顯改變涂層的功能。不同的刀具功能取決于涂層微觀結(jié)構(gòu)中各種元素的散布情況。

圖5 經(jīng)過改變各層涂層中不同元素的散布情況，能夠調(diào)整涂層功能（如各層硬度、資料相的穩(wěn)定性和沖突特性）

如今，可將幾種具有不同化學(xué)成分的單一涂層組合成復(fù)合涂層，以取得所需的功能。這種趨勢往后還將不斷發(fā)展——特別是經(jīng)過新的涂層系統(tǒng)與涂層工藝，如將三種高離子化涂層工藝組合到一同的HI3電弧蒸騰與濺射混合涂層技能。

作為一種全能型涂層，鈦硅基（TiSi）涂層能夠提供優(yōu)異的加工功能。此類涂層既可用于加工具有不同碳化物含量的高硬度鋼（芯部硬度高達HRC65），也能用于加工中等硬度鋼（芯部硬度HRC40）。為了習(xí)慣不同的加工用途，可對涂層結(jié)構(gòu)的規(guī)劃進行相應(yīng)調(diào)整。因而，鈦硅基涂層刀具可用于切削加工從高合金鋼、低合金鋼到淬硬鋼和鈦合金的各種工件資料。在平面工件（硬度為HRC44）上進行的高光潔度切削實驗標明，涂層刀具可使刀具壽數(shù)進步近兩倍，加工外表粗糙度減小10倍左右。

鈦硅基涂層可蕞大極限地削減后續(xù)的外表拋光處理。此類涂層將有望應(yīng)用于切削速度高、刃口溫度高、金屬去除率高的加工中。

關(guān)于其他一些PVD涂層（特別是微合金化涂層），涂層公司也與加工企業(yè)密切合作，研討開發(fā)各種優(yōu)化的外表處理計劃。因而，在加工功率、刀具使用、加工質(zhì)量，以及資料、涂層與加工之間的相互效果等方面，都可能取得很大的改善，并得到實際應(yīng)用。經(jīng)過與專業(yè)涂層同伴合作，用戶就能夠在刀具的整個生命周期中進步其使用功率。

國外企業(yè)更側(cè)重于對品牌的保護，尤其是那些有著百年歷史的聞名外企，他們在成立伊始，并不苛求銷售贏利的多少，而是把企業(yè)發(fā)展要點，放在了品牌建設(shè)上。他們向客戶宣傳產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品怎么進步出產(chǎn)功率，以及能為客戶降低多少出產(chǎn)成本，這種注重品牌的宣傳策略一開始就為企業(yè)的發(fā)展奠定了良好的根底。

國內(nèi)企業(yè)則正好相反，他們著重以低價招引客戶，注重眼前利益，大打價格戰(zhàn)，導(dǎo)致了刀具商場競爭，而過低的價格，使得產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，終究客戶對國產(chǎn)圓刀片失去了決心。下面是中國品牌分切圓刀片的首要細分商場：

（1）、汽車職業(yè)汽車職業(yè)的加工特點一是大批量、流水線出產(chǎn)，二是加工條件相對比較固定。為了優(yōu)化出產(chǎn)，進步質(zhì)量和功率恒力機械，汽車職業(yè)對刀具的加工功率和運用壽命提出了十分苛刻的要求。一起，由于選用流水線作業(yè)，為了避免因換刀片導(dǎo)致整條出產(chǎn)線的停機、造成巨大的經(jīng)濟損失，所以通常選用強制性的統(tǒng)一換刀的方法。這對刀具質(zhì)量的穩(wěn)定性也提出了獨衣無二的高要求。

（2）、航空航天職業(yè)航空航天業(yè)的加工特點一是加工精度要求高，二是材料難加工。該職業(yè)所加工的零部件材料大多為耐性和強度都十分高的高溫合金和鎳鈦合金（如INCONEL718等），使得硬質(zhì)合金圓刀片大有用武之地。

（3）、大型渦輪機、汽輪機、發(fā)電機及柴油機出產(chǎn)企業(yè)這些企業(yè)所要加工的零件大多體積龐大、價值昂貴，在加工時，保證被加工零件的精度和少出廢品是至關(guān)重要的，所以在這些職業(yè)里也經(jīng)常選用鎢鋼圓刀片。

（4）、運用數(shù)控機床較多的企業(yè)俗話說“好馬配好鞍”，為了進步加工功率和產(chǎn)品質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控機床的運用功率，往往選用硬質(zhì)合金圓刀片更易達到預(yù)期的作用。

（5）、外資企業(yè)在這些企業(yè)中，往往更注重出產(chǎn)功率和質(zhì)量的保證。由于外資企業(yè)的設(shè)備許多是引進國外的機床和設(shè)備，選用其進口國的圓刀片也是瓜熟蒂落的事。除此之外，還有許多其它職業(yè)，如模具職業(yè)、軍公企業(yè)等使用硬質(zhì)合金圓刀片也都十分普遍。