雕刻刀具雕刻刀具的选择

Question

如题所述

Answer 1

在现代制造业中，切削加工占据着至关重要的地位，据统计，国外的加工比例高达80%～85%，在国内甚至达到90%。刀具作为切削加工的核心工具，无论是普通机床还是先进的NC、MC和FMC，都依赖于刀具进行切削。刀具的发展对生产效率和加工质量有直接影响，刀具材料、结构和几何形状是决定其性能的关键因素，其中刀具材料起着决定性作用。

国际生产工程学会的研究表明，刀具材料的改进每10年可使切削速度翻倍。从高速钢、硬质合金到高性能陶瓷、超硬材料，耐热温度由500～600℃提升至1200℃以上，切削速度超过1000m/min，这使得过去百年间切削加工效率提高了100多倍。刀具材料的发展史揭示了切削技术的进步历程。

在极端的工作条件下，刀具需要在高温和强烈摩擦中保持高效，因此，选择合适的材料至关重要。刀具材料需满足高硬度、耐磨性、耐热性、强度和韧性、良好的热物理性能以及工艺性等要求。根据工件材料和加工需求，应选用适合的刀具材料，如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。

高速钢因其高合金成分，如W、Mo、Cr、V，具有良好的韧性和耐热性，是常用刀具之一。然而，其耐磨性和耐热性仍有提升空间。硬质合金则因其高硬度和耐高温性能，适用于各种切削，但其强度和韧性相对较弱。针对高硬度难加工材料的挑战，新型刀具材料如陶瓷、人造金刚石和立方氮化硼应运而生，各自有其适用的材料和加工场合。

尽管新型刀具材料不断涌现，但硬质合金刀具在切削加工中的应用仍将持续。未来的研究将聚焦于细化晶粒、涂层技术、热处理和强化技术等方面，以提升硬质合金刀具的综合性能，这是硬质合金刀具材料研究的重要发展方向。