现代机械加工,刀具材料以硬质合金高速钢用得最多,几乎各占一半。高速钢发明应用,已有整整一个世纪历史,硬质合金则已有半个世纪。但二者均研制出许多新品种,其性能不断提高,机械加工发挥着重要作用。添加稀土元素硬质合金则刀具材料新品种之一。稀土元素指化学元素周期表原子序数57~71(从La到Lu),再加上2139(ScY),共17个元素。将某些稀土元素,以一定方式,微量添加到传统硬质合xx号,即可有效地提高它们机械性能与切削性能。我国稀土元素资源丰富,对稀土硬质合金研究开发,{lx1}于其他国家。已研制出下列牌号刀具用稀土硬质合金:YG8R(相当于ISOK30级别)、YG6R(K20)、YW1R(M10)、YW2R(M20)、YT5R、YT14R(P20)、YT15R(P10)、YS25R(P25)。还有矿山、地质工具牌号YG11CR。作者对上述P类、M类、K类稀土硬质合金切削性能均作了系统试验研究,并探讨了它们切削机理。 稀土硬质合金机械、物理性能 YG8、YT14、YW1硬质合金添加了Ce、Y等稀土元素后,形成了稀土硬质合金YG8R、YT14R、YW1R。YG8R主要用于铸铁有色金属粗加工;YT14R主要用钢材半精加工;YW1R则为通用牌号,可用于各种工件材料半精加工。 经过测试,添加稀土元素后硬质合金组织比较致密;室温硬度高温硬度有所改善;断裂韧性抗弯强度显着提高,分别提高20%10%以上。 稀土硬质合金耐磨损使用寿命试验 通过试验我们知道,与无稀土元素原刀片相比,YG8R、YT14R、YW1R刀片耐磨性使用寿命均有不同程度提高。 我们还进行了稀土硬质合金抗冲击试验,用YG8R、YT14R、YW1R等添加稀土元素硬质合金刀片,与未添加稀土元素YG8、YT14、YW1刀片,车削花键轴钢件,便刀尖受冲击,直至刀尖破损为止。经多次重复试验,刀尖破损前,YG8R、YT14R、YW1R刀片所能承受冲击次数分别比YG8、YT14、YW1刀片提高1~2倍以上。 稀土硬质合金切削力试验 用添加稀土元素硬质合金刀片YT14R、YW1R车削45#钢(HB200),与YT14、YW1刀片对比。用三向电阻式测力仪,测量并记录三向切削力:主切削力Fc,切深方向切削力Fp,进给方向切削力Ff。多次改变切削参数情况,得出统计结果:YT14R、YW1R刀片Fc,分别比YT14、YW1刀片减小5%左右,而它们Fp与Ff则比YT14、YW1刀片减小10%~15%以上。 |