# QH51钼钨系高速钢切削加工时的刀具磨损情况

## 一、磨损机制

1. **磨料磨损**

   - 在切削加工过程中，被加工材料中的硬质点（如砂粒、金属氧化物等）会对QH51钼钨系高速钢刀具产生磨料磨损。由于QH51高速钢含有钨、钼、钒等元素形成的高硬度碳化物，在一定程度上能够抵抗这种磨料磨损。然而，如果被加工材料中的硬质点含量过高或者硬度远高于刀具的基体硬度，刀具的切削刃仍然会逐渐被磨损。例如，在切削含有大量硬质夹杂物的铸铁材料时，刀具切削刃上的碳化物会被这些硬质点逐渐磨掉，导致切削刃变钝。

2. **粘结磨损**

   - 切削时，刀具与工件材料在高温高压下接触，工件材料的分子可能会与刀具表面的金属分子产生粘结现象。当刀具继续切削时，粘结部分会被撕裂，从而带走刀具表面的材料，造成粘结磨损。对于QH51高速钢刀具，其合金元素含量高，在切削某些粘性较大的材料（如软钢或铝合金）时，更容易发生粘结磨损。特别是在高速切削时，由于切削温度升高，粘结现象会更加明显。

3. **扩散磨损**

   - 在高温切削条件下，刀具与工件材料之间的元素会发生扩散现象。例如，当QH51高速钢刀具切削高温合金时，刀具中的合金元素（如钨、钼等）可能会向工件材料中扩散，同时工件材料中的某些元素也可能扩散到刀具中。这种元素的扩散会改变刀具表面的化学成分和组织结构，导致刀具硬度降低，从而加剧刀具的磨损。由于QH51高速钢的红硬性较好，在一定程度上能够抵抗扩散磨损，但在长时间的高温切削过程中，扩散磨损仍然是不可忽视的因素。

4. **化学磨损**

   - 切削过程中，刀具与周围介质（如切削液、空气中的氧气等）可能会发生化学反应。例如，在有氧环境下，QH51高速钢刀具表面的某些元素可能会被氧化，形成氧化物。这些氧化物可能会剥落，带走刀具表面的材料。此外，如果切削液的化学成分不合适，也可能与刀具发生化学反应，加速刀具的磨损。

## 二、影响刀具磨损的因素

1. **切削参数**

   - **切削速度**：切削速度对QH51高速钢刀具磨损影响显著。当切削速度过高时，切削温度会急剧上升，加剧上述各种磨损机制。例如，在切削普通碳钢时，如果切削速度从100m/min提高到200m/min，刀具的磨损速度可能会增加数倍。这是因为高速切削时，刀具与工件之间的摩擦增大，产生的热量更多，导致粘结磨损、扩散磨损等更加严重。

   - **进给量和切削深度**：较大的进给量和切削深度会增加刀具的切削力。这可能会导致刀具产生更多的机械变形，从而加速刀具的磨损。同时，较大的切削力也会使切削温度升高，进一步影响刀具的磨损情况。例如，在铣削加工中，当进给量从0.1mm/z增加到0.2mm/z时，刀具的磨损量会明显增加。

2. **被加工材料特性**

   - **硬度**：被加工材料的硬度越高，对QH51高速钢刀具的磨损就越大。例如，切削硬度为HRC60的淬火钢时，刀具的磨损速度要比切削硬度为HRC30的普通碳钢快得多。这是因为高硬度的材料对刀具切削刃的切削阻力更大，容易造成刀具的磨料磨损和粘结磨损。

   - **韧性和粘性**：被加工材料的韧性和粘性也会影响刀具磨损。韧性高的材料在切削时容易产生连续的切屑，对刀具的切削刃产生较大的压力，加速刀具磨损。粘性大的材料则容易与刀具发生粘结现象，导致粘结磨损。例如，切削不锈钢这种韧性和粘性都较高的材料时，QH51高速钢刀具的磨损情况较为复杂，需要综合考虑多种磨损机制。

3. **刀具几何形状**

   - 刀具的前角、后角、刃倾角等几何形状参数对刀具磨损有影响。例如，较小的前角会使切削力增大，从而加速刀具的磨损；而较大的后角虽然可以减小刀具与已加工表面之间的摩擦，但如果后角过大，刀具的切削刃强度会降低，容易造成崩刃现象。刃倾角的大小会影响切屑的排出方向和刀具的受力情况，不合理的刃倾角设置也会导致刀具磨损加剧。