刀具磨損的原因
刀具磨損不同于一般的機(jī)械零件的磨損,因?yàn)榕c刀具表面接觸的切屑底面是活性很高的新鮮表面,刀面上的接觸壓力很大(可達(dá)2~3GPa),接觸溫度很高(如硬質(zhì)合金加工鋼,可達(dá)800~1000℃以上),所以刀具磨損存在著機(jī)械的、熱的和化學(xué)的作用,既有工件材料硬質(zhì)的刻劃作用而引起的磨損,又有粘接、擴(kuò)散、腐蝕等引起的磨損。1. 磨料磨損 切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度,但他們當(dāng)中經(jīng)常含有一些硬度極高的微小的硬質(zhì)點(diǎn),可在刀具表面劃出溝紋,這就是磨料磨損。2. 粘接磨損 在切削過(guò)程中,當(dāng)?shù)毒吲c工件材料的摩擦面上具備高溫、高壓和新鮮表面的條件,接觸面達(dá)到原子間距離時(shí),就會(huì)產(chǎn)生吸附粘接現(xiàn)象,又稱(chēng)為冷焊。磨損的程度主要取決于工件材料與刀具材料的親和力和硬度比,切削溫度、壓力及潤(rùn)滑條件等。粘接磨損是重載低速加工難加工材料時(shí)硬質(zhì)合金刀具磨損的主要原因。3. 擴(kuò)散磨損 當(dāng)切削溫度很高時(shí),切屑、工件和刀具接觸過(guò)程中,雙方的化學(xué)元素在固態(tài)下相互擴(kuò)散,改變了原來(lái)的材料成分與結(jié)構(gòu),使刀具材料變得脆弱,從而加劇了刀具的磨損。擴(kuò)散磨損是硬質(zhì)合金刀具在高溫(800~1000℃)下切削產(chǎn)生磨損的主要原因之一。一般從800℃開(kāi)始,硬質(zhì)合金中的Co、C、W等元素會(huì)擴(kuò)散到切屑中而被帶走,同時(shí)切屑中的Fe也會(huì)擴(kuò)散到硬質(zhì)合金中,使刀面的硬度和強(qiáng)度下降,脆性增加,磨損加劇。不同元素的擴(kuò)散速度不同,例如Ti的擴(kuò)散速度比C、Co、W等元素低得多,故P類(lèi)硬質(zhì)合金抗擴(kuò)散能力比K類(lèi)強(qiáng)。4. 氧化磨損 當(dāng)切削溫度700~800℃時(shí),空氣中的氧與硬質(zhì)合金中的鈷、碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用生成疏松脆弱的氧化物,進(jìn)而被切屑或工件擦掉而形成磨損,加速了刀具磨損。