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在傳統的模具切削加工生產中，以粗加工為主，隨著新型模具工業的迅速崛起、材料熱處理及切削技術的進步，被加工件量、質都發生了很大的變化，由粗加工擴大至半精加工、精加工，促進了模具工業的進一步發展。

近年來，由于干切削、硬切削、高速切削等快速的進入到模具加工領域，使模具制造進入一個全新的發展期，與老式的成型表面電火花工藝相比，由CNC機床的柔性、耐磨刀具材料和表面涂層、新型刀具結構所構成的高速切削系統，免去了電極的準備程序，可提高生產率30%~50%，并減少手工拋光工作量60%~100%，從而把整個模具的生產周期縮短了2/3[1]，提高了企業在市場中的競爭力。

針對模具加工高效、單件、小批量和材料硬度高、加工難度大、形狀復雜和切削余量大的特點，工具制造廠開發出大量適應模具生產需要的專用非標銑刀，并在刀具行業的產品中形成了獨樹一幟的《模具銑刀》（JB/T7966·1～10-95）系列標準。

時代在發展，技術在進步，《模具銑刀技術條件》（JB/T7966·10-95），規定用W18Cr4V或同等性能的高速鋼制造，硬度63～66HRC。從目前的市場調查分析，W18Cr4V、M2、9341等通用型高速鋼（HSS）在模具銑刀板塊中已失去了競爭力，而代之以粉末高速鋼、高性能高速鋼、硬質合金及超硬刀具材料。

1 高性能高速鋼和粉末高速鋼

到目前為止，高速鋼牌號近百種，但在市場上流通的不超過20種。人們習慣上將高速鋼分為四大類：通用高速鋼（HSS）、高性能高速鋼（HSS-E）、粉末高速鋼（HSS-PM）和低合金高速鋼（DH）。HSS、DH材料很難勝任銑刀的加工要求，HSS-E、HSS-PM還能占據一席之地。

1.1 高性能的高速鋼

HSS-E 是指在HSS成分基礎上適當提高C、V量，有些牌號再加入Co、Al等合金元素，以提高耐熱性、耐磨性的鋼種。這類鋼的紅硬性比較高，經625°×４h加熱后仍保持60HRC以上的高硬度，刀具的耐用度通常為HSS鋼刀具的1.5～3倍。HSS-E熱處理工藝及硬度見表1

表1    常用高性能高速鋼熱處理工藝

牌  號

代 號

淬火溫度

(℃)

回火溫度

(℃)

回火后硬度

(HRC)

W10Mo4Cr4V3Al

5F6

1220～1250

540～560

66～69

W12Mo3Cr4V3Co5Si

Co5Si

1200～1240

550～570

67～70

W12Mo3Cr4V3Co3N

Co3N

1200～1230

540～560

66～69

W6Mo5Cr4V5SiNbAl

B201

1210～1240

520～540

66～68

W6Mo5Cr4V2Al

501

1190～1215

540～560

67～69

W6Mo5Cr4V2Co5

M35

1195～1220

530～550

67～69

W2Mo9Cr4VCo8

M42

1170～1190

530～550

67～70

W12Cr4V5Co5

V5Co5

1230～1250

540～560

66～68

W12Mo3Cr4VCo3N

V3N

1230～1250

540～560

67～69

1.2粉末高速鋼

HSS-PM 是用細小的高速鋼粉末在高溫高壓下直接壓制而成的高速鋼品種。在國外應用相當普及，而國內只有少數廠家使用。

HSS-PM完全避免了冶煉高速鋼碳化物不均勻的毛病，不論其截面多大，碳化物都細小均勻，所以它較冶煉高速鋼強度和韌性都高的多。HSS-PM熱處理工藝及硬度見表2

表2   常用粉末高速鋼熱處理工藝

代    號

淬火溫度(℃)

回火溫度(℃)

回火后硬度(HRC)

備注

GF2

1210～1240

530～550

≥65

中國

FT15

1240～1260

540～560

≤66

S390PM

1190～1230

540～560

67～68.5

瑞典

S690PM

1170～1190

530～550

≥66

ASP2030

1175～1210

540～560

67～68.5

法國

ASP2023

1180～1220

540～560

67～68

ASP2053

1160～1190

550～560

65～67

ASP2060

1170～1200

550～560

67～70

HAP10

1165～1185

530～550

≥67

美國

HAP20

1175～1195

550～580

≥65

日本

HAP40

1175～1200

550～580

67～68

HAP50

1175～1210

560～580

65～68

HAP70

1185～1220

560～580

66～69

CPM42

1185～1205

560～580

69～72

1.3 高速鋼模具銑刀熱處理要點

由于模具加工的特殊性對刀具的要求非常嚴格，刀具熱處理要掌握如下要點：

1.3.1  HSS刀具淬火晶粒度控制在10號左右，硬度65～66.5HRC,過熱程度視具體刀型而定,但過熱不得超過2級(小型刀具不允許過熱)。

1.3.2  HSS-E熱處理后雖可以達到67～70HRC，但實際使用不允許有如此高的硬度，65～67HRC的硬度深受青睞。

1.3.3  HSS-PM具有優良的力學性能，淬火晶粒度控制在10.5號，視不同產品上下浮動半級。但千萬不可盲目追求高硬度，大量的事實表明，高硬度并非高壽命。將硬度控制在66～67.5HRC不會出現質量問題（小刀具可以低1HRC）。

2 硬質合金銑刀

硬質合金刀具是數控機床的主導產品，歐洲有些國家90%以上的車刀，55%以上的銑刀都用硬質合金制造，且增長勢頭正旺，以驚人的速度滲透到數控刀具的各個領域。展望未來，數控刀具無疑是硬質合金的天下，模具銑刀首選材料應是硬質合金。

2.1硬質合金刀具的主要特點

2.1.1 硬度 

硬質合金主要由硬質碳化物組成，所以它的硬度比高速鋼高得多，一般為89～93HRA，540℃時的熱硬性需要82～87HRA。常用硬質合金銑刀牌號及力學性能見表3 。

表3   模具銑刀常用硬質合金牌號、成分及力學性能

牌 號

主要化學成分(%)

 

力學性能

推薦使用范圍

WC

Tic

TaC

NbC

Co

密度

g/cm3

硬度

HRA

抗彎

強度

MPa

YT15

79

15

 

6

11~12

≥91

≥1130

連續斷面半精銑、精銑

YT14

78

14

 

8

11.2~12.0

≥90.5

≥1200

連續斷面粗銑

YG8

92

 

 

8

14.5~14.9

≥89

≥1150

不平整面的粗銑

YG6

94

 

 

6

14.6~15.0

≥89.5

≥1420

連續斷面半精銑、精銑

YG6X

93.5

 

＜0.5

6

14.8~15.1

≥91

≥1420

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文章地址：http://www.www.direxe.cn/Article/mjjs/200809/345.html