刀具磨损的原因有哪些?

在金属切削过程中，刀具磨损的原因十分复杂，它既有机械摩擦的作用，又有切削力和切削热(切削温度)作用下的物理、化学综合作用。为了减小刀具磨损，使刀具有一个合理的耐用度，就必须研究和掌握刀具磨损的原因。

(1)磨料磨损在工件、切屑和刀具发生相对运动时,工件和切屑上的硬质点，将刀具表面上的微粒摩擦掉而造成的磨损，称为磨料磨损，也称为机械磨损。这些硬质点有碳化物(FeC、 TiC、VC等)、氮化物(TiN、 SiN4)、氧化物(SiO、Al0)和金属间化合物，它们的硬质分别为2000~3200HV,对刀具有很强的刻划能力，使刀具磨损。刀具材料(包括涂层)的硬度越高，抗磨料磨损的能力就越强。刀具材料中的硬质点越多，分布越均匀，刀具就越耐磨。切削铸铁、硅铝合金、纯钼、脆铜等工件材料，或切削速度和切削温度低的刀具，主要是磨料磨损。

(2)粘结磨损工件和切屑在一定接触压力及切削温度下，与刀具切削部分的接触与摩擦,将会产生材料分子间的吸附作用，刀具材料中的部分硬质点被工件和切屑粘结带走，造成刀具粘结磨损。当刀具材料和工件材料中某些金属元素相同，而产生亲和作用时，也形成粘结磨损。这种磨损还会发生在切削塑性高、粘结性强的金属时，以及在切削温:度较高、润滑条件差的情况下。所以在切削金属材料时，应尽量避免刀具材料和工件材料的化学元素相同，适当控制切削温度，采用润滑性能好的切削液，使切屑、刀具和工件间形成润滑膜，可减小粘结磨损，提高刀具耐用度。

(3)扩散磨损在切削过程中高温下，刀具材料和工件材料中某些合金元素(如W、Ti、Co、C、Fe等)相互扩散，改变了刀具表面层的化学成分，使刀具表层的硬度和强度显著下降，从而加剧了刀具磨损。现代的涂层刀具，是在刀具表面涂覆-层硬度高、耐热性好的难扩散的TiC、TiN、Al0、 TiAIN、TiAlSi和金刚石等，可成倍提高刀具耐用度。

(4)相变磨损当切削温度达到或超过刀具材料相变温度时，刀具材料的组织发生变化，硬度显著下降，使刀具加剧磨损而丧失切削能力。

(5)氧化磨损当切削温度高达700~800℃时，空气中的氧气与硬质合金中的Co、TiC、WC发生氧化作用，而形成硬度低的氧化物(CoO4、 CoO、WO、TiO等)，被切屑和工件擦掉而形成的磨损，称为氧化磨损。一般空气不易进人刀屑接触区，氧化磨损最容易在刀具主、副切削刃工作边界处形成，使后刀面形成较深的沟槽，如图6-2所示，这是造成边界磨损的原因之一。

(6)热电磨损在切削加工时，工件、切屑与刀具因材料不同，在切削运动作用下，切削的接触区将产生热电势，这种热电势可促进化学元素的扩散作用，而加剧刀具磨损。这种在热电势作用下产生的刀具磨损，称为热电磨损。