今天给各位分享模具钢材有哪几种？的知识，其中也会对gh4169高温合金用什么刀具加工

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本文导读目录：

1、模具钢材有哪几种？

2、gh4169高温合金用什么刀具加工

模具钢材有哪几种？ ♂

　　加工模具时用的，由于模具的用途很广，各种模具的工作条件差别很大，所以，制造模具用材料范围很广，在模具材料中应用最广的当属模具钢，从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等，模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料成型用模具钢三大类，冷作模具，冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具，如：冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等，冷作模具钢的范围很广，.从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。

　　冷作模具钢具是真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工性良好，切削明显提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出现淬裂，耐磨性极为优异，韧性良好，可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模，热作模具，热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具，如：热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等，常用的热作模具钢有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢；对特殊要求的热作模具钢，有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造，塑料模具，由于塑料的品种很多，对塑料制品的要求差别也很大，对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求，所以，不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列，包括碳素结构钢、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。

gh4169高温合金用什么刀具加工 ♂

　　一般推荐：YG6X、YD15、YS2T、YL1Q1等，一、GH4169（Inconel718）高温合金的加工难点，GH4169（Inconel718）高温合金合金化程度高，热导性能极差，切削温度高，切削力大，加工硬化现象严重，硬质点多，加工效率低，刀具磨损严重，切削加工成本较高，如果使用硬质合金刀具对其进行加工，会导致刀具磨损严重，加工表面质量难以保证，且易粘附，换刀频率高，因此使用CBN刀具是一个更好的选择，可以提高生产率，减少刀具磨损，提高零件表面质量，二、CBN刀具加工GH4169（Inconel718）高温合金的优势，1、CBN刀具硬度高，无惧高温合金硬化现象，CBN刀具的硬度很高，一般约8000~9000HV，因此即使加工高硬度的高温合金，CBN刀具也能轻松实现高速切削，2、CBN刀具耐热性好，可承受较高切削温度。

　　CBN刀具的耐热性为144~1500℃，虽然在高温合金切削中会产生大量的切削热，可能高达1000℃下左右，但依然不会影响CBN刀具的正常使用，3、CBN刀具耐磨性好，具有很好的化学稳定性，高温合金中含有很多碳化物、氮化物、硼化物及金属间化合物，构成细微的硬质点，会造成刀具磨损，而CBN刀具具有极强的耐磨性，大大减少了换刀次数，提高了加工效率，三、CBN刀具加工GH4169（Inconel718）高温合金工件案例，虽然GH4169（Inconel718）高温合金的切削加工性能极差，是塑性难切削材料中较难切削的，但是只要选择合适的加工刀具，选择合理的切削参数，也是可以顺利完成切削加工的，GH4169 外圆车削试验，1 试验条件，试件材料为GH4169 高温合金，采用圆棒试件，直径30mm，长50mm。

　　试验机床为CK7525 数控车床，最大主轴转速为3000r/min，冷却方式采用乳化液冷却，刀具选用SANDVIK 公司生产的PVD-TiAlN涂层硬质合金刀片，车削试验现场如图1所示，表面粗糙度采用TR240 表面粗糙度测试仪进行测量，在已加工表面上共测量5 个点，然后求平均值，表面形貌采用VECOO 三维形貌测试仪进行测量，2 试验方案，采用3因素3水平正交试验的方法进行GH4169 高温合金的外圆车削试验，每一个试件进行切削试验之前，都采用同样的切削参数去除0.5mm 的厚度，以消除不均匀的表面，保证试件的一致性。

　　试验方案及表面粗糙度测试结果如表1所示，试验结果与讨论，1 表面粗糙度经验公式的建立，在机床特征和刀具特征确定的前提下，基于正交试验方法获得的表面粗糙度的经验模型一般采用如下形式[13]：，其中，C 为取决于被加工材料和切削条件的系数，a1，a2，a3分别为指数，根据表1表面粗糙度的测试结果，采用多元线性回归法进行拟合，最终得到表面粗糙度的经验公式为：。

　　运用极差分析法可以确定表面粗糙度影响因素的主次关系，极差统计如表2所示，极差最大的列，对应因素对表面粗糙度的影响最大，即进给量是影响高温合金车削加工中表面粗糙度的最主要因素，其次是切削速度，切削深度的影响最小，nextpage，2 切削参数对表面粗糙度的影响规律，根据表2做出各切削参数对表面粗糙度的直观分析图（图2），由此可以分析切削参数对表面粗糙度的影响规律。

　　如图2（a）所示，随着切削速度增加，表面粗糙度减小，切削速度的变化会引起切屑形成过程的变化，而表面粗糙度在很大程度上与切屑形成过程，尤其是与积屑瘤现象密切相关，随着切屑的形成，刀具前面切削的压力增加，由于内外摩擦力的作用，切屑下层出现速度梯度，上下层金属出现相对移动，同时产生大量的热，在刀具前面形成一个“停滞区”，为形成积屑瘤创造了条件，产生的刀瘤会使加工表面粗糙度恶化，随着切削速度增大，切削区温度提高，使金属韧性增加，形成“停滞区”的条件就变坏，在切削热的高温作用下，金属边层软化，使摩擦系数降低，刀瘤软化并且有很大的塑性，以至于流过的切屑将它与“停滞区”的一部分金属分子带走，于是刀瘤变小了，表面粗糙度进一步降低，如图2（b）所示，随着进给量增加，表面粗糙度急剧增加。

　　这是因为随着进给量增加，切削厚度增加，表面金属塑性变形的体积增加，大量变形的金属从副刀刃方向排出，表面粗糙度因而迅速上升，如图2（c）所示，随着切削深度增加，表面粗糙度变化很小，从0.898m 增加到1.033m，一般来图1 车削试验现场说，切削深度对加工表面粗糙度的影响不大，切削深度对加工表面质量的影响主要是由其对切削力的影响而引起的，增大切削深度会使切削力随之增大，这样使切屑与前刀面的挤压更严重，反应更强烈，会使切屑很容易粘结在刀具的前刀面上，形成积屑瘤，另外，切削深度较大也会引起较大加工表面变形及较大的振动等，因此随着切削深度的增大，加工表面粗糙度将随之增大，3 切削参数灵敏度分析，根据文献[12] 中相对灵敏度的计算方法，计算得到切削速度、进给量和切削深度的相对灵敏度分别为-0.623、1.303 和0.083，分析可知，表面粗糙度对进给量的变化最为敏感，对切削速度的变化敏感次之，对切削深度的变化不敏感。

　　根据文献[12] 中绝对灵敏度的计算方法，获得各切削参数的绝对灵敏度公式如式（3）所示，图3为根据式（3）绘制的表面粗糙度对各切削参数的绝对灵敏度曲线，nextpage，如图3（a）所示，随着切削速度的增加，表面粗糙度对切削速度的绝对灵敏度值减小，在切削速度[80m/min，95m/min] 区间的绝对灵敏度值小于[65m/min，80m/min] 区间，即切削速度在[80m/min，95m/min] 区间时，表面粗糙度的变化相对平缓，切削速度在[65m/min，80m/min] 区间时，表面粗糙度的变化相对陡峭，如图3（b）所示，随着进给量的增加，表面粗糙度对进给量的绝对灵敏度值增大，在进给量[0.1mm/r，0.15mm/r] 区间的绝对灵敏度值小于[0.15mm/r，0.2mm/r] 区间，即进给量在[0.1mm/r，0.15mm/r] 区间时，表面粗糙度的变化相对平缓，进给量在[0.15mm/r，0.2mm/r] 区间时，表面粗糙度的变化相对陡峭，如图3（c）所示，随着切削深度的增加，表面粗糙度对切削深度的绝对灵敏度值减小。

　　在切削深度[0.3mm，0.4mm] 区间的绝对灵敏度值小于[0.2mm，0.3mm] 区间，即切削深度在[0.3mm，0.4mm] 时，表面粗糙度的变化相对平缓，切削深度在[0.2mm，0.3mm] 区间时，表面粗糙度的变化相对陡峭，4 切削参数优选，根据相对灵敏度，以及绝对灵敏度和表面粗糙度随切削参数的变化规律综合优选，优选的参数区间首先保证表面粗糙度越小越好，其次绝对灵敏度尽量变化平缓，由于表面粗糙度对进给量的变化最敏感，所以进给量要重点优选，随着进给量的增加，表面粗糙度增加，绝对灵敏度也增加，所以进给量优选低的区间[0.1mm/r，0.15mm/r]，这个区间可以保障表面粗糙度在0.76m 以内，并且变化比较平缓。

　　表面粗糙度对切削速度的变化较敏感，随着切削速度的增加，表面粗糙度减小，绝对灵敏度也减小，所以切削速度优选高的区间[80m/min，95m/min]，这个区间可以保障表面粗糙度在0.95m 以内，并且变化比较平缓，而表面粗糙度对切削深度的变化不敏感，切削深度对表面粗糙度的影响也比较小，原则上试验参数范围内都可以选择，具体可根据加工工序来选择，粗加工时可以选较大切深，而精加工时取较小值以提高加工精度，降低表面粗糙度，5 表面形貌分析，高温合金车削加工的三维表面形貌如图4 所示，车削后工件表面产生波浪状的表面纹理，它是车刀与工件相对移动后最终形成的表面形貌，清晰地反映了车刀切削刃的运动轨迹，图4（a）所示的已加工表面，表面粗糙度为0.406m，最大波峰高度为1.76m，最大波谷深度为1.39m；图4（b）所示的已加工表面，表面粗糙度为0.772m，最大波峰高度为2.79m，最大波谷深度为1.90m，从中可以看出，进给量从0.1mm/r 增加到0.15mm/r，已加工表面的最大波峰高度和最大波谷深度均显著增大，表面粗糙度显著恶化，所以在车削加工中进给量的变化对表面粗糙度有至关重要的影响，工件表面完全是由刀具切削刃直接切出来的，复制了刀具切削刃形状，刀具进给运动的轨迹清晰可见，每条均匀间隔突起的棱脊在进给方向的位移量等于每转进给量，工件表面上分布有沿切削运动方向的细小沟槽，这种沟槽一方面是刀具表面上硬质点对工件加工表面的犁耕，另一方面是刀具磨损表面上粗糙沟槽在工件加工表面上的复制，从图中可以看出，棱脊不是一条线，而是变成很多磨损沟槽组成的犁垄带，不仅影响加工表面粗糙度，还反作用于刀具表面，使之产生附加沟槽，加剧刀具磨损，在每一转进给量范围内，靠近刀尖部位的工件表面较为光滑平整，越靠近副后刀面和副切削刃尾部刀具与工件分离处，工件加工表面越粗糙，说明刀具磨损带内磨损状态分布不均匀。

　　刀尖部位紧压工件过渡表面，接触稳定，磨损过程稳定，加工痕迹较平整；副后刀面上，由于副后刀面和切屑锯齿状边缘的影响，离刀尖越远，刀具与工件压紧程度越差，加剧了刀具副后刀面的磨损[14]，结束语，通过对GH4169 高温合金车削表面粗糙度及表面形貌的研究，得出如下结论，（1）进给量是影响高温合金车削加工中表面粗糙度的最主要因素，其次是切削速度和切削深度，（2）表面粗糙度随切削速度的增加而减小，随进给量和切削深度的增加而增大，（3）表面粗糙度对进给量的变化最为敏感，对切削速度的变化敏感次之，对切削深度的变化不敏感。

　　（4）切削速度优选80~95m/min的范围，进给量优选0.1~0.15mm/r 的范围，可以保障表面粗糙度在0.95m 以内[4]。

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