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1、12-112-1切削加工用刀具材料切削加工用刀具材料切削加工用刀具材料切削加工用刀具材料12-212-2成形加工用模具材料成形加工用模具材料成形加工用模具材料成形加工用模具材料12-312-3衝壓模具用材料衝壓模具用材料衝壓模具用材料衝壓模具用材料12-412-4壓鑄模具用材料壓鑄模具用材料壓鑄模具用材料壓鑄模具用材料12-512-5塑膠模具用材料塑膠模具用材料塑膠模具用材料塑膠模具用材料12-612-6鍛造模具用材料鍛造模具用材料鍛造模具用材料鍛造模具用材料Ch12Ch1212-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-612-1切削加工用刀具材
2、料切削加工用刀具材料12-1-1刀具材料必須具備的基本性質刀具材料必須具備的基本性質1.常溫硬度或稱冷硬度常溫硬度或稱冷硬度常溫硬度或稱冷硬度常溫硬度或稱冷硬度指指刀刀具具材材料料在在常常溫溫時時的的硬硬度度，硬硬度度愈愈高高時，刀具耐磨耗性愈佳。時，刀具耐磨耗性愈佳。2.高溫硬度或稱熱硬度高溫硬度或稱熱硬度高溫硬度或稱熱硬度高溫硬度或稱熱硬度高高溫溫硬硬度度亦亦愈愈高高，愈愈能能夠夠從從事事於於高高速速切切削及重切削。削及重切削。1 112-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-62 212-112-112-212-212-312-312-4
3、12-412-512-512-612-63.韌性韌性韌性韌性衝擊強度愈高，代表其韌性愈佳。衝擊強度愈高，代表其韌性愈佳。3 312-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-64.高溫耐氧化性高溫耐氧化性高溫耐氧化性高溫耐氧化性1000以以上上高高溫溫時時，很很容容易易產產生生氧氧化化反應。反應。5.高溫耐擴散性高溫耐擴散性高溫耐擴散性高溫耐擴散性切切屑屑滑滑移移通通過過刀刀具具斜斜面面時時，很很容容易易因因為為原子相互擴散而造成凹坑磨耗。原子相互擴散而造成凹坑磨耗。6.熱傳導係數熱傳導係數熱傳導係數熱傳導係數切切刃刃損損傷傷大大多多是是切切削削時
4、時所所產產生生的的熱熱量量所所造成。造成。4 412-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-65 512-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-612-1-2主要刀具材料演變及選用原則主要刀具材料演變及選用原則新新工工件件材材料料的的陸陸續續開開發發，工工具具機機剛剛性性的的不不斷斷提提高高；為為了了配配合合生生產產效效率率，高高金金屬屬移移除除率率要要求求，刀刀具具材材料料亦亦不不斷斷地地演演進進。由由圖圖12-3可可看看出出，其其演演變變過過程程是是由由碳碳碳碳工工工工具具具具鋼鋼鋼鋼高高高
5、高速速速速鋼鋼鋼鋼燒結碳化物燒結碳化物燒結碳化物燒結碳化物陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷鑽石及鑽石及鑽石及鑽石及CBNCBN。6 612-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-61.高碳工具鋼高碳工具鋼為為含含碳碳量量約約 0.91.5%高高碳碳工工具具鋼鋼(high carbon tool steel)，經經由由淬淬火火硬硬化化處處理理，使使其其硬硬度度達達到到HRC60左左右右。其其特特性性為為未未硬硬化化處處理理前前加加工工成成形形性性佳佳，具具有有良良好好韌韌性性，切切削削時時可可承承受受較較大大衝衝擊擊負負荷荷。但但缺缺點點則則為為高高溫溫硬硬度度
6、低低，受受熱熱時時易易於於軟軟化化，因因此此不不適適合合使使用用於於高高速速及及重重負負荷荷切切削削，僅僅適適合合使使用用於於軟軟材材料料切切削削及及低低速速切切削削。車車刀刀已已甚甚少少採採用用此此材材料料製製造造，高高碳碳工工具具鋼鋼一一般般均均用於製造鑽頭、銑刀、鋸條及木工刀具等。用於製造鑽頭、銑刀、鋸條及木工刀具等。7 712-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-68 812-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-69 912-112-112-212-212-312-312-412-4
7、12-512-512-612-62.合金工具鋼合金工具鋼高高碳碳工工具具鋼鋼中中添添加加鉻鉻(Cr)、鎢鎢(W)、鉬鉬(Mo)、釩釩(V)、錳錳(Mn)等等合合金金元元素素。可可以以增增加加工工具具鋼鋼之之硬硬化化能能及及回回火火軟軟化化抵抵抗抗；並並經經由由特特殊殊碳碳化化物物析析出出，以以增增加加刀刀具具的的耐耐磨磨耗耗性性，一般均用於螺絲攻、鋸條、銼刀。一般均用於螺絲攻、鋸條、銼刀。101012-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6111112-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6
8、3.高速鋼高速鋼是是鎢鎢、鉬鉬、釩釩、鈷鈷及及鉻鉻含含量量比比較較多多的的合合金金工工具具鋼鋼，鎢鎢可可以以提提高高刀刀具具高高溫溫硬硬度度，增增加加耐耐磨磨耗耗性性，提提高高切切削削性性能能；鉬鉬可可以以與與碳碳結結合合，提提高高刀刀具具韌韌性性；釩釩可可以以使使麻麻田田散散鐵鐵及及沃沃斯斯田田鐵鐵之之晶晶粒粒微微細細化化，以以提提高高刀刀具具強強度度及及熱熱硬硬度度；鈷鈷鈷鈷可可可可以以以以使使使使高高高高速速速速鋼鋼鋼鋼具具具具有有有有二二二二次次次次硬硬硬硬化化化化效效效效應應應應，用用用用於於於於高高高高速切削及重切削加工速切削及重切削加工速切削及重切削加工速切削及重切削加工。121
9、212-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6131312-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6141412-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6高高高高速速速速鋼鋼鋼鋼具具有有加加工工容容易易及及韌韌性性特特強強的的優優點點，因因此在工業界仍被大量使用。此在工業界仍被大量使用。151512-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-64.燒結碳化物燒結碳化物又又又又稱稱稱稱為為為為超超超超
10、硬硬硬硬合合合合金金金金，係係將將碳碳化化鎢鎢(WC)、碳碳化化鈦鈦(TiC)及及碳碳化化鉭鉭(TaC)等等碳碳化化物物粉粉末末，以以鈷鈷為為結結合合劑劑，予予以以混混合合後後，置置入入模模具具中中加加壓壓成成形形，然然後後置置於於1400左左右右燒燒結結爐爐中中加加熱燒結成形。熱燒結成形。161612-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6(1)(1)K K類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物為為碳碳碳碳化化化化鎢鎢鎢鎢( (WC)WC)結結結結合合合合鈷鈷鈷鈷( (Co)Co)所所形形成成的的單單元元碳碳化化合合物物，具具有有
11、極極佳佳硬硬度度和和耐耐磨磨耗耗性性，適適合合使使用用於於會會形形成成不不連連續續切切屑屑的的鑄鑄鐵鐵、鑄鑄鋼鋼材材料料，以以及及非非鐵鐵金金屬屬材材料料、非非金金屬屬材材料料的的切切削削加加工工。當當切切削削溫溫度度高高達達800以以上上時時，WC中中之之C便便會分解出來，必須在低速及輕切削狀況使用。會分解出來，必須在低速及輕切削狀況使用。171712-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6(2)(2)P P類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物在在在在K K類類類類燒燒燒燒結結結結碳碳碳碳化化化化物物物物中中中中添添添添加加加加
12、碳碳碳碳化化化化鈦鈦鈦鈦( (TiCTiC) )和和和和碳碳碳碳化化化化鉭鉭鉭鉭( (TaCTaC) )，以以阻阻止止碳碳在在800以以上上高高溫溫時時被被分分解解，阻阻止止凹凹坑坑磨磨耗耗的的發發生生。適適合合於於切切削削會產生連續切屑的鐵金屬材料。會產生連續切屑的鐵金屬材料。181812-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6191912-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6(3)(3)MM類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物類燒結碳化物將將P類類碳碳化化物物中中TiC含含量量減減少少
13、而而將將TaC含含量量增增加加，其其性性質質介介於於P類類與與K類類之之間間，適適合合使使用用於於具具有有長長或或短短切切屑屑鐵鐵金金屬屬材材料料的的切切削削及非鐵金屬材料的切削。及非鐵金屬材料的切削。202012-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-65.瓷質合金瓷質合金硬硬度度像像陶陶瓷瓷(ceramic)而而強強度度像像金金屬屬，係係TiC或或TiN以以Ni或或Co予予以以混混合合、壓壓製製、燒燒結結而而成成，主主要要成成分分為為TiC；TiC具具有有極極為為優優越越的的高高溫溫耐耐磨磨耗耗性性及及耐耐擴擴散散性性，但但缺缺點點為為韌韌
14、性性較差。較差。212112-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6其特性為：其特性為：(1)不管是鋼鐵或鑄鐵皆可以切削。不管是鋼鐵或鑄鐵皆可以切削。(2)由由於於耐耐擴擴散散性性很很高高，因因此此可可使使用用於於易易產產生生凹凹坑坑磨耗之軟鋼等切削。磨耗之軟鋼等切削。(3)由由於於不不容容易易產產生生刃刃口口積積屑屑緣緣(built-up Edge, BUF)，可可得得到到非非常常良良好好之之加加工工面面。因因此此可可使使用於鋼、鑄鐵之精切削加工。用於鋼、鑄鐵之精切削加工。(4)比比超超硬硬合合金金更更適適合合於於高高速速切切削削，在在相相
15、同同切切削削速速度下，其刀具壽命會比超硬合金延長數倍。度下，其刀具壽命會比超硬合金延長數倍。222212-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6瓷質合金不適用之狀況：瓷質合金不適用之狀況：(1)受受到到熱熱衝衝擊擊很很容容易易產產生生裂裂縫縫之之耐耐熱熱合合金金、高高硬硬度度材材料料等等難難削削材材切切削削及及高高進進給給速速率率、大切削深度、斷續切削等。大切削深度、斷續切削等。(2)很很容容易易發發生生剝剝離離之之鑄鑄鐵鐵的的黑黑皮皮切切削削及及粗粗切切削。削。232312-112-112-212-212-312-312-412-412-5
16、12-512-612-66.陶瓷陶瓷陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷( (ceramic)ceramic)是是是是氧氧氧氧化化化化鋁鋁鋁鋁( (AlAl3 3OO3 3) )或或或或氮氮氮氮化化化化矽矽矽矽( (SiSi3 3N N4 4) )粉粉粉粉末末末末結結結結合合合合其其其其他他他他金金金金屬屬屬屬予予以以燒燒結結而而成成的的刀刀具具材材料料，具具有有極極佳佳熱熱硬硬度度、高高溫溫化化學學穩穩定定性性，不不易易與與工工件件材材料料發發生生化化學學反反應應，非非常常適適合合於於鑄鐵及硬化鋼材切削。鑄鐵及硬化鋼材切削。242412-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6252512-112-112-212-212-312-312-412-412-512-512-612-6(1)氧化鋁系陶瓷氧化鋁系陶瓷硬硬度度約約與與燒燒結結碳碳化化物物材材料料接接近近，但但彎彎曲曲強強度度僅僅約約為為燒燒結結碳碳化化物物材材料料之之四四分分之之一一左左右右，再再加加上上熱熱傳傳導導係係數數低低，受受到到熱熱衝衝擊擊作作用用時時，很容易發生剝離現象，因此用途受到限
