如果有一件事让机械车间经理彻夜难眠，那就是担心工具性能不一致。你知道这种感觉。您有大量航空航天零件订单，机器正在运行，突然——啪嗒一声。工具损坏，零件报废，您的利润受到影响。在德州钻星切削工具有限公司，我们看到这样的场景不断上演。根本原因是什么？通常，问题不在于机器，而在于机器。它是 切削刀具材料的选择.
本文是您理解的综合指南 切削刀具材料 景观。我们将深入探讨原因 硬质合金 已成为行业标准，探索何处 陶瓷切削刀具 闪闪发光，看看超硬材料，如 立方氮化硼。无论你是在切割 铸铁, 铝或硬化钢，了解这些材料的特性是更好解锁的秘诀 刀具寿命 和表面光洁度。
为什么切削刀具材料的选择对于加工操作至关重要？
的 切削刀具的选择 可以说是制造过程中最重要的决定。的 切削工具 是你们昂贵之间的接触点 机床 和原始的 工件。如果该接触点发生故障，其他一切都会停止。
首先，考虑热量。期间 机械加工操作，温度在 尖端 可以飙升到1000°C以上。如果 切削刀具材料 缺乏 热硬度，它会软化并变形。这会导致公差较差并导致零件报废。 切削工具所用材料 即使在加热时也必须保持稳定性。
其次，我们要谈谈 耐磨性。磨损太快的工具需要经常更换。这种停机时间会降低效率。通过选择 右切削刀具 具有适当的平衡 韧性和耐磨性，您可以确保您的生产线持续运转。这是关于可预测性的。当像您这样的经销商向机械车间销售工具时，他们需要知道该工具能够持续使用 500 个零件，而不是在 50 个零件时出现故障。
当今可用的切削刀具材料有哪些主要类型？
的历史 金属切削 确实是一部材料科学的历史。在上个世纪，我们已经从简单的碳钢转向可以切割黄油等硬化合金的先进复合材料。
这是一个快速细分 切削刀具材料的种类 我们经常看到：
- 高速钢 (HSS)： 老的靠谱。很难，但缺乏速度。
- 硬质合金： 主力。优秀 耐磨性 和速度能力。
- 陶瓷： 速度恶魔。非常适合高温，但易碎。
- 金属陶瓷： 陶瓷和金属的混合物。非常适合完成。
- 超硬材料（CBN 和 PCD）： 极端硬度或磨料材料的专家。
了解这些 切割类型 材料可帮助您将工具与应用相匹配。您不会使用玻璃锤来钉钉子，也不应该使用高速钢来车削硬化模具钢。
为什么硬质合金是现代机械加工的行业标准？
如果您走进任何一家现代化 CNC 车间，您看到的绝大多数刀具（立铣刀、钻头、刀片）都是由 硬质合金。但它到底是什么？
硬质合金 是一种复合材料。它由硬 碳化钨 通过金属粘合剂（通常是钴）粘合在一起的颗粒。可以将其想象为混凝土：钨是骨料（石头），钴是水泥。这种组合给出 硬质合金工具 得天独厚的优势。他们非常努力，提供高 耐磨性，但钴结合剂提供了足够的韧性来承受切削力而不会立即破碎。
在 Drillstar，我们使用高品质的微晶粒 硬质合金 棒来制造我们的 整体硬质合金棒。颗粒越细，我们可以磨削的边缘就越锋利，工具就越坚固。 硬质合金切削刀具 运行速度比 HSS 快 2 到 3 倍，这直接意味着节省机器时间。
高速钢 (HSS) 刀具与硬质合金刀具相比如何？
你可能想知道，如果 硬质合金 这么棒，为什么 高速钢 还存在吗？ 高速钢 （HSS）在推出时是一场革命，允许很多 高切削速度 比老 碳素工具钢.
高速钢的主要优点是其韧性。它可以吸收可能导致设备破裂的冲击和振动 硬质合金 工具。这使得 HSS 非常适合：
- 机器较旧、稳定性较差。
- 中断的剪辑。
- 形状复杂的刀具很难用整体硬质合金磨削。
然而，HSS 有一个重大弱点： 热硬度。当 切割速度 增加，热量迅速产生。在600℃左右时， 高速钢失去硬度。相比之下， 硬质合金工具 在更高的温度下保持其硬度。对于周期时间至关重要的高生产环境， 硬质合金切削 几乎总是更好的选择。
什么时候应该在机器中使用陶瓷切削刀具？
陶瓷切削刀具 是一个令人着迷的类别。它们主要由以下组成 氧化铝 或 氮化硅。这些材料非常坚硬且化学稳定。他们不会做出反应 工件材料，这可以防止一种称为月牙洼磨损的磨损。
陶瓷切割 在特定场景下大放异彩：
- 高速车削： 您可以以令人难以置信的表面速度运行陶瓷。
- 硬车削： 加工淬硬钢（最高 60-65 HRC）。
- 高温合金： 加工喷气发动机中使用的镍基合金。
然而， 陶瓷材料 有 低热量 抗冲击性（某些等级）并且非常脆。如果您的机器轴承松动或者您正在进行重断续切削， 陶瓷切削刀具 可能会破碎。他们需要严格的设置。但如果应用得当， 陶瓷切削刀具 可以以以下速率去除金属 硬质合金 只是不能碰。
什么是立方氮化硼 (CBN)？为什么它是第二硬的材料？
当我们谈论地球上最坚硬的材料时，钻石排名第一。但就在它的后面 立方氮化硼 （立方氮化硼）。 CBN 是 第二硬的材料 为人类所知。
CBN 主要用于加工硬质黑色金属。与金刚石不同，立方氮化硼在高温下不会与碳发生反应，因此可以安全地切割钢材。 使用工具 配有 CBN 刀尖，可加工淬火钢、铸铁和烧结铁。
使用 CBN 可以让制造商用机械加工代替磨削操作。这是一个称为“硬车削”的过程。您无需设置砂轮，而是使用 CBN 刀片将硬化轴车削至所需尺寸。由于使用更少的冷却剂，速度更快、更环保。
金刚石切削刀具 (PCD) 是有色金属材料的最终解决方案吗？
聚晶金刚石 (PCD) 刀具是目前最硬的切削刀具。 金刚石切割 提供无与伦比的 耐磨性。然而，有一个问题。不能使用金刚石来切割钢材。
为什么？因为钢中含有碳，而金刚石是纯碳。在高温加工下，金刚石中的碳原子会迁移到钢中。这会导致快速化学磨损。
因此， 聚晶金刚石刀具 是 最好的切削工具 选择 有色金属材料。这包括：
- 铝 合金（特别是汽车发动机中使用的高硅铝）。
- 铜和黄铜。
- 碳纤维复合材料。
- 研磨材料 比如木头和陶瓷。
如果您加工电子产品的铝制外壳，PCD 刀具的使用寿命比普通刀具长 50 到 100 倍。 硬质合金切削刀具.
氮化钛等涂层如何提高切削刃？
基础材料只是故事的一半。为了充分利用工具，我们经常涂上一层薄薄的涂层。最著名的是钻头上的金色涂层： 氮化钛 （氮化钛）。
涂层有多种用途：
- 硬度： 它们比基材更硬，可以保护 尖端.
- 润滑性： 它们减少刀具和切屑之间的摩擦，从而减少热量。
- 热障： 他们有较低的 导热系数，将热量保留在切屑中并远离工具。
除了 TiN 之外，我们还使用碳氮化钛 (TiCN) 和氮化铝钛 (AlTiN) 等先进涂层。 AlTiN 特别适用于 硬质合金切削刀具 用于干式加工，因为当它变热时，它会形成一层保护层 氧化铝.
选择切削刀具时应考虑哪些因素？
的 切削刀具材料的选择 不应该是猜测。它应该是基于特定变量的计算决策。当我们向客户咨询我们的产品时 硬质合金钻头，我们问：
- 工件材质： 是软铝还是磨料铸铁？ 材料如 钛金属需要具有特定化学特性的工具以防止卡住。
- 硬度： 如果HRC高于50，则需要高性能硬质合金或CBN。
- 机器状况： 你的主轴刚性吗？如果是，您可以使用更硬、更脆的材质。如果没有，你需要韧性。
- 产量： 对于原型来说，HSS 可能既便宜又好。对于 10,000 个零件，涂层的每个零件的成本 硬质合金 工具要低得多。
的 正确的工具 是为您提供每孔或每个加工表面成本最低的一种，不一定是包装盒上价格标签最低的一种。
我们如何定义和测量不同材料的刀具寿命？
刀具寿命 通常定义为刀具在失效或生产出不合格零件之前有效切削的时间。发生故障的原因是 刀具磨损、碎裂或塑性变形。
在 硬质合金切削，我们寻找可预测的磨损模式。我们希望后刀面磨损缓慢且均匀地增长。如果 尖端 切屑（微裂纹），该工具可能会发生灾难性故障。
不同 切割类型 产生不同的磨损。
- 月牙洼磨损： 其上有一个凹陷处 工具面，由化学反应和热量引起。常见于钢材切割。
- 后刀面磨损： 工具侧面磨损。这是大多数产品的正常报废机制 硬质合金工具.
使用具有高 热硬度 和化学稳定性（如 碳化钛 涂层或 氮化硅 陶瓷）延迟了这些磨损机制。
导热率如何影响切割过程？
热量是敌人。材料处理热量的能力由其定义 导热系数.
在某些情况下，您需要高电导率。例如，PCD（金刚石）具有非常高的导热性，有助于在加工时将热量从切削区域带走 铝.
在其他情况下，您需要低电导率。 陶瓷刀具材料 通常导热系数较低。这样可以将热量保留在切屑和工件中，从而保护刀具结构。然而，这也意味着 陶瓷 容易受到 热冲击。如果将冷却剂喷射到热陶瓷嵌件上，它可能会像冷水中的热玻璃一样破裂。
了解这一点有助于 选择切削刀具 策略——例如是湿式运行（使用冷却剂）还是干式运行。
平衡成本与性能：制造商的视角
作为制造商 硬质合金刀片，我经常必须向分销商解释为什么一个工具的成本如此之高。
标准工具可能使用较粗的颗粒 碳化钨。更便宜。优质工具采用含 12% 钴的亚微米颗粒碳化物和多层纳米涂层。高级工具的成本可能会高出 30%，但使用寿命会延长 300%。
对于 机械加工操作 在停机成本高昂的情况下（例如在大型自动化生产线上），昂贵的工具实际上是更便宜的选择。然而，对于进行一次性维修的小型作业车间来说， 高切削 优质等级的性能可能有点过分了。
的 切削刀具指南 采购很简单：计算每个零件的成本，而不是每个工具的成本。
摘要：选择切削刀具材料的要点
畅游世界 切削刀具刀片 坚固的工具可能很复杂。以下是本指南中需要记住的最重要的事情：
- 硬质合金为王： 它提供了最佳的平衡 硬度 和 80% 的韧性 切割应用.
- 匹配材质： 使用 PCD 用于 有色金属材料 喜欢 铝。对于硬钢使用 CBN。使用陶瓷作为高温合金。
- 热管理： 高温 杀工具。选择合适的材料 热硬度 和 导热系数.
- 涂层问题： 氮化钛 和其他 PVD/CVD 涂层显着延长 刀具寿命 通过减少摩擦和阻挡热量。
- 成本与价值： 不要只看价格标签。一个 锋利的切削刃 使用寿命更长，可减少机器停机时间和废品率。
- HSS 有一个利基市场： 不打折 高速钢 对于不稳定的设置或较旧的机器 韧性 击败速度。
在 Drillstar，我们致力于帮助您找到 右切削刀具 为了工作。是否需要标准 钻头磨床 解决方案或定制硬质合金型材，了解材料的科学是加工成功的第一步。
