合理选择刀具材料保证高效率切削加工不锈钢重要条件。根据不锈钢切削特点,要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢亲作用小等特点。目前常用刀具材料有高速钢硬质合金。
高速钢选择:高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要,采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好效果。
相同车削条件下,用W18Cr4V95w18Cr4V两种材料刀具加工1Cr17Ni2工件,刀具刃磨一次加工件数分别为2~3件12件,用95w18Cr4V刀具耐用度提高了几倍。这由于提高了钢含碳量,从而增加了钢碳化物含量,常温硬度提高2HRC红硬性更好,600℃时由W18Cr4VHRC48.5上升到HRC51~52,耐磨性比W18Cr4V提高2~3倍。
应用高钒高速钢W12Cr4V4Mo制作型面铣刀加工1Cr17Ni2可以获得较高刀具耐用度。因为含钒量增加,可钢形成硬度很高VC,细小VC存于晶介,可以阻止晶粒长大,提高钢耐磨性;W12Cr4V4Mo红硬性很好,600℃时硬度可达HRC51.7,因此适合于制作切削不锈钢各种复杂刀具。但其强度(sb=3140MPa)及冲击韧性(ak=2.5J/cm3)略低于W18Cr4V,使用时要稍加注意。
随着刀具制作技术不断发展,对于批量大工件,采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。
硬质合金选择:YG类硬质合金韧性较好,可采用较大前角,刀刃也可以磨得锋利些,使切削轻快,且切屑与刀具不易产生粘结,较适于加工不锈钢。特别振动粗车断续切削时,YG类合金这一优点更为重要。另外,YG类合金导热性较好,其导热系数比高速钢高将近两倍,比YT类合金高一倍。因此YG类合金不锈钢切削应用较多,特别粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造应用更为广泛。
较长时期以来,一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号硬质合金作为切削不锈钢刀具材料,但均不能获得较理想效果;采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等,切削不锈钢可获得较好效果。而用813牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好,因为813合金既具有较高硬度(≥HRA91)、强度(sb=1570MPa),又具有良好高温韧性、抗氧化性、抗粘结性,其组织致密耐磨性好。