金刚石工具和钨钢工具的区别
先进的加工设备和高效率的数控刀具能充分发挥其作用，取得良好的经济效益。因为刀具在切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动。材料是影响刀具切削能力的重要因素，对加工效率、加工质量、加工成本和刀具耐用性也有相当大的影响。
出版日期:2022年7月12日
刀具材料应具有基本性能
随着刀具材料的快速发展，各种新型刀具材料的物理、机械和切削性能都有了很大的提高，应用范围不断扩大。刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本有很大的影响。刀具要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动。因此，刀具材料应具有以下基本性能:
为了硬度和耐磨性，刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。
强度和韧性，刀具材料应具有较高的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动，防止刀具脆性断裂和切屑。
耐热性，刀具材料的耐热性较好，能承受较高的切削温度，并具有良好的抗氧化性。
在工艺效率和经济性方面，刀具材料应具有良好的锻造效率、热处理效率、焊接效率、磨削效率等，并追求较高的性能价格比。
金刚石刀具及高速钢切削(钨钢)刀具简介
金刚石工具
钻石是碳的同素异形体，是自然界中发现的最坚硬的物质。金刚石工具具有高硬度、高耐磨性和高导热性，广泛应用于有色金属和非金属材料的加工。特别是在铝和硅铝合金的高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要刀具品种。能实现高效率、高稳定性和长寿命的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的工具。
金刚石工具的种类
天然金刚石工具:
天然钻石作为切割工具已经使用了数百年。天然单晶金刚石工具经过精磨，可磨得非常锋利。工件精度和极低的表面粗糙度是公认的、理想的、不可替代的超精密加工工具。
PCD金刚石工具:
天然金刚石价格昂贵，聚晶金刚石(PCD)广泛用于切割。自20世纪70年代初以来，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond)，简称PCD刀片研制成功。在许多情况下，天然金刚石工具已被合成聚晶金刚石所取代。PCD原料丰富，价格仅为天然钻石的十分之一。
PCD刀具不能磨出极锋利的边缘，被加工工件的表面质量不如天然金刚石。目前工业上还不容易制造出带断片的PCD插片。因此，PCD只能用于有色金属和非金属的精细切割，难以实现超精密镜面切割。
CVD金刚石工具:
CVD金刚石技术早在20世纪70年代末和80年代初就在日本出现了。CVD金刚石是指通过化学气相沉积(CVD)在非均质衬底(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜。CVD金刚石与天然金刚石具有完全相同的结构和特性。
CVD金刚石的性能与天然金刚石非常接近。它既有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点，又在一定程度上克服了它们的缺点。
金刚石工具的特点
极高的硬度和耐磨性:
天然钻石是自然界中发现的最硬的物质。金刚石具有极高的耐磨性。在加工高硬度材料时，金刚石刀具的寿命是硬质合金刀具的10 ~ 100倍，甚至几百倍。
摩擦系数:非常低的摩擦系数:
金刚石与某些有色金属的摩擦系数比其他刀具低，摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力。
非常锋利的刀刃:
金刚石刀具的刃口可非常锋利，天然单晶金刚石刀具可高达0.002 ~ 0.008μm，可进行超薄切削和超精密加工。
高导热性:
金刚石的导热系数和热扩散系数高，切削热容易散失，刀具切削部分的温度低。
一、热膨胀系数低:
金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，切削热引起的刀具尺寸变化很小，这对于要求尺寸精度高的精密和超精密加工尤为重要。
金刚石工具的应用
金刚石刀具主要用于有色金属和非金属材料的高速精细切削镗削。适用于加工各种耐磨非金属，如玻纤增强塑料粉末冶金毛坯、陶瓷材料等;各种耐磨有色金属，如各种硅铝合金;各种有色金属精加工。
金刚石工具的缺点是热稳定性差。当切削温度超过700℃~ 800℃时，将完全失去硬度;另外，不适合切割黑色金属，因为金刚石(碳)在高温下容易与铁原子相互作用。碳原子转化为石墨结构，工具容易损坏。
高速钢刀具
高速钢(High Speed Steel，简称HSS)是一种添加较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性和可加工性方面具有优良的综合性能。在复杂刀具中，特别是制孔刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等复杂刀具中，高速钢仍然发挥着重要作用。高速钢工具的刃口容易磨尖。
高速钢按用途不同可分为通用高速钢和高效高速钢。
通用高速钢工具
通用高速钢。一般可分为钨钢和钨钼钢两种。这种类型的高速钢(C)含有0.7%至0.9%。根据钨在钢铁的内容,它可以分为钨钢W含量的12%或18%,钨钼钢铁W含量6%或8%,和钼钢W含量2%或没有W .通用高速钢具有一定的硬度(63 - 66 hrc)和耐磨性,高强度和韧性,良好的塑性和加工性能,因此被广泛用于制造各种复杂的工具。
钨钢:
通用高速钢钨钢的典型牌号是W18Cr4V，(简称W18)，综合性能好。6000C时的高温硬度为48.5HRC，可用于制造各种复杂刀具。它具有研磨性好、脱碳敏感性低的优点，但由于碳化物含量高，分布不均匀，颗粒大，强度和韧性不高。
钨钼钢:
是指用钼代替钨钢中的部分钨而得到的一种高速钢。钨钼钢的典型牌号是W6Mo5Cr4V2(简称M2)。M2的碳化物颗粒细小均匀，强度、韧性和高温塑性均优于W18Cr4V。另一种钨钼钢是W9Mo3Cr4V(简称W9)，其热稳定性略高于M2钢，其抗弯强度和韧性优于W6M05Cr4V2，具有良好的可加工性。
高效高速钢刀具
高效高速钢是指在通用高速钢的成分中加入一定的碳含量、钒含量和Co、Al等新的合金元素，从而提高其耐热性和耐磨性的一种新型钢。主要有以下几类:
高碳高速钢:
高碳高速钢(如95W18Cr4V)，在室温和高温下具有较高的硬度，适用于制造和加工有高耐磨性要求的普通钢和铸铁，钻头、铰刀、丝锥和铣刀，或加工较硬材料的工具，不宜承受较大的冲击。
高钒高速钢:
典型牌号，如W12Cr4V4Mo，(简称EV4)，其V含量提高到3% ~ 5%，耐磨性好，适用于切削刀具磨损大的材料，如纤维、硬质橡胶、塑料等。也可用于加工不锈钢、高强钢及高温合金等材料。
钴高速钢:
它是一种含钴的超硬高速钢。典型牌号如W2Mo9Cr4VCo8(简称M42)硬度较高，其硬度可达69-70HRC。适用于加工高强度耐热钢、高温合金、钛合金等。材料，M42具有良好的研磨性，适合制作精密复杂的刀具，但不适合在冲击切削条件下工作。
铝高速钢:
它是一种含铝的超硬高速钢。典型牌号如W6Mo5Cr4V2Al(简称501)，在6000C时的高温硬度也达到54HRC，切削效率相当于M42。适用于制造铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀、拉刀等，适用于加工合金钢、不锈钢、高强钢及高温合金等材料。
氮超硬高速钢:
典型牌号，如W12M03Cr4V3N，简称(V3N)，是含氮超硬高速钢，硬度、强度和韧性与M42相当。可作为含钴高速钢的替代品，用于难加工材料的低速切削和低速高精度加工。
根据刀具的种类、工件的材料、机床的性能和机械性能以及切削形式的不同，刀具的材料也不同。了解它们的区别以及如何选择适合您的工具的材料是非常重要的!
2022年7月12日出版
来源:gushiciku
