工业生产中,钻孔机钻孔时合理选择钻头材料是保证高效率钻孔加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的钻孔特点,要求钻孔机钻头材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的钻孔机钻头材料有高速钢和硬质合金。
高速钢的选择:高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃钻头。普通高速钢W18Cr4V使用时钻头耐用度很低已不符合需要,采用新型高速钢钻头钻孔不锈钢可获得较好的效果。
在相同的车削条件下,用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的钻头加工1Cr17Ni2工件,钻头刃磨一次加工的件数分别为2~3件和12件,用95w18Cr4V的钻头耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量,从而增加了钢中碳化物含量,常温硬度提高2HRC红硬性更好,600℃时由W18Cr4V的HRC48.5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可以获得较高的钻头耐用度。因为含钒量增加,可在钢中形成硬度很高的VC,细小的VC存在于晶介,可以阻止晶粒长大,提高钢的耐磨性;W12Cr4V4Mo的红硬性很好,600℃时硬度可达HRC51.7,因此适合于制作不锈钢钻孔的各种复杂钻头。但其强度(sb=3140 MPa)及冲击韧性(ak=2.5 J/cm3)略低于W18Cr4V,使用时要稍加注意。
随着钻头制作技术的不断发展,对于批量大的工件,采用硬质合金多刃、复杂钻头的自动钻孔攻牙机进行加工效果会更好。
硬质合金的选择:YG类硬质合金的韧性较好,可采用较大的前角,刀刃也可以磨得锋利些,使钻孔轻快,且切屑与钻头不易产生粘结,较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续钻孔时,YG类合金的这一优点更为重要。另外,YG类合金的导热性较好,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类合金在不锈钢钻孔中应用较多,特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。
较长时间以来,一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号的硬质合金作为钻孔不锈钢的钻头材料,但均不能获得较理想的效果;采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等,不锈钢钻孔可获得较好的效果。而用813牌号硬质合金钻头钻孔不锈钢效果很好,因为813合金既具有较高的硬度(≥HRA91)、强度(sb=1570MPa),又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性,其组织致密耐磨性好。