CN105081378A - 用于数控高压水射流切割机的刀具 - Google Patents

用于数控高压水射流切割机的刀具 Download PDF

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吉李磊
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/32Details of high speed steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2224/00Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/36Titanium nitride

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开一种用于数控高压水射流切割机的刀具,所述用于数控高压水射流切割机的刀具通过氮化钛硬质、高速钢和钨钛钴硬质合金组合而成,所述钨钛钴硬质合金包括碳化钨、碳化钛、碳化钴,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%-14%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%-44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的42%-45%。本发明提供一种用于数控高压水射流切割机的刀具,具有耐高温、耐腐蚀和提高使用寿命的优点。

Description

用于数控高压水射流切割机的刀具
技术领域
本发明涉及一种用于数控高压水射流切割机的刀具。
背景技术
20世纪90年代初德国就开始了对高速铣刀的安全性技术研究,并制订了DIN6589-1《高速铣刀的安全要求》标准草案,规定了高速铣刀失效的试验方法和标准,在技术上提出了高速铣刀设计、制造和使用的指导性意见,规定了统一的安全性检验方法。该标准草案已成为各国高速铣刀安全性的指导性文件。
标准草案规定了高速切削的速度界限,超过该速度后离心力将成为铣刀的主要载荷,必须采用安全技术。在刀具直径与高速切削范围关系图中,曲线以上区域为该标准规定的铣刀必须经过安全检验的高速切削范围:对于直径d1≤32mm的单件刀具(整体或焊接刀具),其切削速度超过10000m/mm为高速切削范围;对于直径d1>32mm的装配式机夹刀具,高速切削范围为线段BC以上区域。
高速铣刀的安全失效形式有两种:变形和破裂。不同类型铣刀的安全试验方法也不同。对于机夹可转位铣刀,有两种安全试验方法:一种方法是在1.6倍最大使用转速下进行试验,刀具的永久性变形或零件的位移不超过0.05mm;另一种方法是在2倍于最大使用转速下试验,刀具不发生破裂(包括夹紧刀片的螺钉被剪断、刀片或其他夹紧元件被甩飞、刀体的爆裂等)。而对于整体式铣刀,则必须在2倍于最大使用转速条件下试验而不发生弯曲或断裂。
发明内容
本发明提供一种具有耐高温、耐腐蚀和提高使用寿命优点的用于数控高压水射流切割机的刀具。
本发明的技术方案是:一种用于数控高压水射流切割机的刀具,所述用于数控高压水射流切割机的刀具通过氮化钛硬质、高速钢和钨钛钴硬质合金组合而成,所述钨钛钴硬质合金包括碳化钨、碳化钛、碳化钴,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%-14%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%-44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的42%-45%。
在本发明一个较佳实施例中,所述高速钢为白钢。
在本发明一个较佳实施例中,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%。
本发明的一种用于数控高压水射流切割机的刀具,具有耐高温、耐腐蚀和提高使用寿命的优点。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
其中,所述用于数控高压水射流切割机的刀具通过氮化钛硬质、高速钢和钨钛钴硬质合金组合而成,所述钨钛钴硬质合金包括碳化钨、碳化钛、碳化钴,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%-14%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%-44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的42%-45%。
进一步说明,所述高速钢为白钢,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%。
在进一步说明,氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,属面心立方点阵,晶格常数a=0.4241nm,其中钛原子位于面心立方的角顶。TiN是非化学计量化合物,其稳定的组成范围为TiN0.37-TiN1.16,氮的含量可以在一定的范围内变化而不引起TiN结构的变化。TiN粉末一般呈黄褐色,超细TiN粉末呈黑色,而TiN晶体呈金黄色。TiN熔点为2950℃,密度为5.43-5.44g/cm3,莫氏硬度8-9,抗热冲击性好。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高,而密度却比大多数金属氮化物低,因此是一种很有特色的耐热材料。TiN的晶体结构与TiC的晶体结构相似,只是将其中的C原子置换成N原子。
在进一步说明,钨钛钴硬质合金钨钛钴硬质合金具有较高的抗月牙洼磨损能力,适合作长切削材料的刀具。用钨钴硬质合金刀具切削钢材时易出现月牙洼磨损,这主要是由于在切削温度下刀具与切屑发生扩散反应引起的。为了克服加工钢材时的月牙洼磨损,含TiC的硬质合金和含TaC的硬质合金,在这类合金中,TiC和TaC的含量取决于月牙洼磨损的严重程度,TiC可达35%,TaC达7%。与钨钴硬质合金比较,相同钴含量的钨钛钴硬质合金的抗弯强度较低,并随着TiC含量的增加而降低。与钨钴硬质合金类似,碳含量不适当时,合金也会出现石墨或%26eta;1相,加入TiC后,合金允许的含碳量波动范围要比钨钴硬质合金宽些。(Ti、w)C固溶体成分和晶粒大小对合金的组织和性能影响很大。采用在烧结温度下呈未饱和固溶体(如TiC:WC=50:50),合金有较高的硬度和切削寿命,抗弯强度有所降低。采用饱和固溶体(如TiC:WC=28.75:71.25),合金有较高的抗弯强度,硬度和切削寿命较低。合金的硬度随着碳化物相(包括WC相和(Ti、W)C固溶体相)晶粒尺寸的减小而提高。对于3相合金,由于(Ti、W)C相含量少,WC晶粒增大可提高合金的抗弯强度,而在两相合金中(Ti、W)C相晶粒增大反而会降低合金的抗弯强度。本发明提供一种用于数控高压水射流切割机的刀具,具有耐高温、耐腐蚀和提高使用寿命的优点。
本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于数控高压水射流切割机的刀具,其特征在于:所述用于数控高压水射流切割机的刀具通过氮化钛硬质、高速钢和钨钛钴硬质合金组合而成,所述钨钛钴硬质合金包括碳化钨、碳化钛、碳化钴,所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%-14%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%-44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的42%-45%。
2.根据权利要求1所述的用于数控高压水射流切割机的刀具,其特征在于:所述高速钢为白钢。
3.根据权利要求1所述的用于数控高压水射流切割机的刀具,其特征在于:所述的氮化钛硬质占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的13%,所述的高速钢占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的44%,所述的钨钛钴硬质合金占用于数控高压水射流切割机的刀具总体分量的43%。
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