刀具材料的发展历史,就是金属切削加工发展、革新的历史,刀具材料的发展日新月异,把切削加工不断提高到新的水平。今天的陶瓷刀具和超硬刀具材料比以往的碳素工具钢切削速度提高了100多倍,可见,为了适应新兴工业发展的需要,人们的创新能力也不断被挖掘,刀具材料也在适应这个优胜劣汰的环境,每一种新刀具材料的出现,都使机械加工的能力和水平向前迈进一步。
一百三十多年来,刀具材料从碳素工具钢到超硬刀具材料有了很大的发展,18世纪首先出现了碳素工具钢,能承受的切削温度200~250℃,切削速度只有4~10m/min。1990年出现了高速钢刀具,红硬性有所提高,可在500~600℃下进行切削。切削速度提高了3~4倍。随后出现了碳化钨钴硬质合金,可在800~1000℃的切削温度下加工,切削速度比普通高速钢高4~10倍,而且可以加工多种难加工材料,大大提高了金属切削加工的劳动生产率,促进了机械工业的发展。
陶瓷刀具的最重要特点就是硬度高且高温性能好,所以在高速切削下,刀具仍有良好的耐磨性和耐热性。因陶瓷刀具强度和断裂韧性仍然比硬质合金低,所以在断续切削时的抗破损能力还有待于继续提高。陶瓷刀具不及立方氮化硼刀具的韧性和硬度。所以根据其硬度和韧性的差异,在切削硬度低于50HRC以下和小切深小进给情况下的淬火钢工件时,陶瓷刀具是较好的选择。立方氮化硼刀具更适合于工件硬度高于50HRC情况。不仅能连续切削,而且能胜任恶劣的加工环境,实现连续到断续切削,可以这样说,立方氮化硼刀具是可以取代陶瓷刀具加工难加工材料,如果使用陶瓷刀具加工汽车发动机、汽车齿轮、变速箱、轴承滚道、风力发电机、工业泵等,建议采用立方氮化硼刀片,对提高加工生产率、降低加工成本是百利而无一害的。 |