JIS标准SKH55钴钼钨系高速钢在切削加工时对刀具磨损程度较为严重,具体如下:
### 一、刀具磨损类型
1. **磨粒磨损**
- SKH55中的碳化物(如WC、Mo₂C等)硬度非常高,在切削过程中,这些硬质点就像微小的磨粒一样不断地刮擦刀具表面。例如,当使用硬质合金刀具切削SKH55时,SKH55中的硬质点会在刀具表面划出一道道细小的划痕,随着切削时间的增加,这些划痕不断积累,导致刀具表面材料逐渐被磨掉,使刀具的切削刃变钝,从而影响刀具的切削性能。
2. **粘结磨损**
- 在切削SKH55时,由于切削区域的高温和高压,刀具和工件材料之间可能会发生粘结现象。SKH55中的合金元素在高温下可能会与刀具材料发生化学反应,形成粘结点。当刀具继续切削时,这些粘结点会被撕裂,从而带走一部分刀具材料。例如,在高速切削SKH55时,刀具和工件之间的摩擦使得切削温度升高,在切削刃附近容易产生粘结磨损,导致刀具切削刃的局部破损。
3. **扩散磨损**
- 在切削加工的高温环境下,SKH55中的合金元素(如钨、钼、钴等)和刀具材料中的元素会发生扩散现象。由于SKH55和刀具材料之间存在元素浓度差,在高温的驱动下,元素会从高浓度区域(如SKH55工件)向低浓度区域(刀具)扩散。例如,当使用硬质合金刀具切削SKH55时,SKH55中的钴元素可能会扩散到刀具的硬质合金相中,改变刀具的组织结构,降低刀具的硬度和耐磨性,从而加速刀具的磨损。
### 二、影响刀具磨损程度的因素
1. **切削参数**
- **切削速度**:切削速度对刀具磨损影响显著。当切削SKH55时,随着切削速度的提高,刀具磨损速度会急剧增加。例如,将切削速度从50m/min提高到100m/min时,刀具的磨损量可能会增加数倍。这是因为较高的切削速度会产生更多的热量,加剧了上述各种磨损机制的作用。
- **进给量和切削深度**:较大的进给量和切削深度也会加重刀具磨损。较大的进给量意味着刀具在单位时间内切除更多的材料,刀具承受的切削力增大,从而加速了刀具的磨损。同样,较大的切削深度会使刀具的切削刃承受更大的压力,导致刀具磨损加剧。
2. **刀具材料**
- 不同的刀具材料在切削SKH55时磨损程度差异很大。普通高速钢刀具在切削SKH55时磨损非常快,难以满足切削要求。而硬质合金刀具相对来说具有较好的耐磨性,但如前面所述,仍然会面临较严重的磨损。陶瓷刀具虽然硬度高,但由于其脆性较大,在切削SKH55这种高硬度材料时,容易发生崩刃现象,一旦崩刃,刀具也就失去了切削能力。
3. **切削液**
- 切削液的使用与否以及切削液的类型对刀具磨损程度有很大影响。如果不使用切削液,刀具在切削SKH55时磨损会非常严重。而使用含有极压添加剂的切削油等优质切削液时,可以在刀具和工件之间形成润滑膜,减少摩擦,同时切削液还能起到冷却作用,降低切削温度,从而有效减轻刀具磨损。例如,在相同的切削条件下,使用切削液时刀具的使用寿命可能会比不使用切削液时提高数倍。