圆刀片分很多种,按材质分,主要有高速钢圆刀片,硬质合金圆刀片等,高速钢圆刀片和硬质合金圆刀片哪个好?高速钢圆刀片有什么优点?硬质合金圆刀片有哪些优点?高速钢圆刀片和硬质合金圆刀片的适用范围分别是什么?
高速钢圆刀片是指加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢,具有较高的强度和韧性,并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类机械刀片的要求,制造工艺简单,容易被加工为锋利切削刃。因此,在新型刀具材料不断出现同时,高速钢圆刀片在分切加工中仍占较大的比例。
在高速切削过程中,机械圆刀片的刃部温度可能达到600℃左右,低合金钢肯定不能满足这种生产要求。因此,精研刀片选用高速钢来生产高要求的圆刀片;在600℃时,高速钢圆刀片仍能使硬度保持HRC60左右,从而保证刀片分切性能和耐磨性。高速钢圆刀片的分切速度可比碳钢和合金工具钢增加3~5倍,耐用性增加4~7倍;因此,这样的圆刀片在制造业中被广泛地使用。
高速钢圆刀片有着不均匀分布的粗大碳化物,将造成圆刀片强度及韧性的下降。这种缺陷不能用热处理工艺来矫正,必须借助于反复压力热加工(锻、轧); 钨系高速钢的始锻温度为1140~1180℃,终锻温度为900℃左右。
钨钼系高速钢的始锻温度要低一些。 终锻温度太低会引起锻件开裂,而终锻温度太高(大于1000℃)会造成晶粒不正常长大,出现萘状断口。由于高速钢在空气中冷却即可进行马氏体转变,所以锻造或轧制以后,钢坯应缓慢冷却,以防止产生过高的应力导致开裂。
高速钢圆刀片锻造以后,必须进行球化退火,不仅可以降低钢的硬度,以利切削加工。圆刀片的优越性只有在正确的淬火及回火之后才能发挥出来。高速钢淬火温度较一般合金工具钢要高得多。 因为温度越高,合金元素溶入奥氏体的数量越多,淬火之后具有高的红硬性。所以,在不发生过热的前提下,高速钢圆刀片的淬火温度越高,其红硬性则越好。
由于高速钢的导热性差,而淬火温度又极高,故圆刀片淬火分两段或三段进行加热。淬火通常在油中进行,或采用分级淬火法。为了消除淬火应力,稳定组织,达到圆刀片的使用性能,一般需进行三次650℃保温1h的回火处理,才能够达到所要求的硬度、强度和塑性。 与此同时,当回火温度500~600℃之间时,残余应力松弛,基体中析出了部分碳化物,回火后硬度为HRC63~66。
硬质合金圆刀片是由WC、TiC、TaC、NbC等金属碳化物和Co、Ni等金属粘结剂,经过粉末冶金的方法制成的高硬度材料;由于硬质合金中都含有的金属碳化物熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好,因此,硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。
常用硬质合金的硬度比高速钢的硬度高出许多,在800~1000℃时,硬质合金圆刀片也能进行加工,因此,硬质合金的分切性能比高速钢高,圆刀片耐用度可提高几倍到几十倍,在耐用度相同时,切削速度可提高4~10倍,优点相当明显。
每一品种机械圆刀片都有其特定的加工范围,只能适用于特定的生产和加工速度;钢材性能的优劣是影响制造业加工圆刀片的质量、加工效率、使用寿命的基本因素。在加工时,直接担负工作的是圆刀片的刀口部分,因此,圆刀片的刀口硬度很重要。