内排屑深孔钻刀片材料的合理选择

内排屑深孔钻对刀片材料的要求

内排屑深孔钻削是在封闭或半封闭的状况下进行，切削热不易传散，排屑困难，工艺系统刚性差。当钻削中产生切屑不断或排屑不畅引起堵塞时，常会造成崩刃或扭断钻杆的事故；当钻削中产生冷却液进不到切削区，造成冷却润滑不良时，会至使刀具温度急剧上升，加速刀具磨损；随着钻孔的深度增加，刀具悬伸量增大，钻削时的工艺系统刚性也随之降低。所有这些，对合理选择内排屑深孔钻刀具的刀片材料提出了一些特别的要求：

高的强度、硬度、耐磨性和红硬性 内排屑深孔钻钻削时切削力大，切削温度高，钻削刀刃的磨料磨损、扩散磨损乃至氧化磨损都较严重，尤其当工件中存在一些硬质化合物时，磨损更加严重，所以要求刀具材料的硬度高于被加工材料的硬度，能在高温下保持高的硬度，有好的耐磨性和耐用度。抗冲击性强 内排屑深孔钻钻削时刀具易崩刃和扭断，故刀片材料应具有强的抗冲击性。

内排屑深孔钻刀片材料的合理选择

同常规切削加工相似，对不同材料的钻削，钻头刀片材料的选择也有所不同。一般选择原则如下：

钻削普通碳钢和合金结构钢

对普通碳钢和合金结构钢的钻削，切屑容易控制，是比较容易切削的材料。刀片材料牌号的选择一般为：导向块用YT15，钻头外刃刀齿用YT789，中间刀齿和中心刀齿用YT789或YG8。

　　图1 错齿深孔钻
 
钻削高强度钢和超高强度钢

高强度钢和超高强度钢深孔钻削的加工难度较大，断屑困难、切削力大、切削温度高、刀具磨损快、生产效率低。一般应选择抗冲击性能、耐磨性好的硬质合金作钻头刀片。通常，导向块、钻头外刃刀齿、中间刀齿和中心刀齿均可选用YD15。

高温镍基合金

高温镍基合金切削时切削变形大，加工硬化倾向大、切削力大、切削温度高、刀具磨损快、加工表面质量和精度不易保证。钻头刀片材料选用时的重点应考虑刀具的耐磨性和耐用度。一般，导向块选用YD15，钻头外刃刀齿、中间刀齿和中心刀齿选用YD15、YG10H或643。

不锈钢，沉淀不锈钢

不锈钢牌号有0Cr17Ni4Cu4Nb、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr18Ni9Ti等，其切削变形大、切削力大、切削温度高、刀具磨损快、加工硬化使加工孔的精度和粗糙度变差。选用刀片牌号时主要考虑抗弯强度和耐磨性，通常，导向块选用YG8，钻头外刃刀齿、中间刀齿和中心刀齿可选用YG8、YW1或813。钛合金(如牌号为TC4、TC6、TC11)

钛合金切削时的特点表现为变形系数小，切削温度高、加工表面生成硬脆变质层、粘刀现象严重。另外，钛合金在高温下会和YT类硬质合金起化学反应，从而发生粘接磨损和化学磨损。因此，在钛合金上进行深孔钻削时，主要选用YG类硬质合金作刀片材料。一般，导向块、钻头外刃刀齿、中间刀齿和中心刀齿均可选用YG8或YD15。

钻削试验效果分析

高温镍基合金钻削试验采用单刃内排屑深孔钻头对N901高温镍基合金进行钻削试验，刀齿材料分别选用牌号为YD15、YG10H或643硬质合金。试验表明，在合理的切削用量范围内，可得光亮的C形屑和螺旋卷屑，刀具耐用度较高，孔径尺寸稳定，变化量小，加工精度为IT9～IT10级，粗糙度为Ra。3.2～6.3µm，直线度误差在0.02mm内。

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