材料基礎不牢地動山搖，16個工具材料缺陷分析實例

在相對較軟的刀具基體上涂覆一層或多層硬度高、耐磨性好的金屬或非金屬化合物薄膜（如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等）而形成的涂層刀具，是切削刀具發展的一次革命。涂層刀具與未涂層刀具相比，具有明顯的優越性：顯著降低摩擦系數，改善刀具表面的摩擦學性能和排屑能力；顯著提高耐磨性和抗沖擊韌性，改善刀具的切削性能，提高加工效率和刀具壽命；提高刀具表面抗氧化性能，使刀具可以承受更高的切削熱，有利于提高切削速度及加工效率，并擴大了干切削的應用范圍。在先進制造業中，80%以上的硬質合金刀具及高性能高速鋼刀具都采用了表面涂層技術，而CNC機床上所用的切削刀具90%以上是涂層刀具。

材料是制造高壽命工具的基礎，在實際生產中，經常碰到各種形式的材料缺陷，現展示給同仁，期望大家重視原材料，以下分16個實例說明。

1. 原材料疏松

鋼材經酸蝕試驗，發現試樣表面部分區域組織不致密，出現一些肉眼可見的空隙，這些空隙呈現腐蝕程度較其他部分顏色深淺不規則的暗黑小點，稱為疏松。如疏松集中于試樣的中心部分，稱為中心疏松；如果疏松較均勻地分布于試樣的表面，稱為一般疏松。GB/T9943—2008《高速工具鋼》和GB/T1299—2014《工模具鋼》都對鋼材疏松有明確的規定，但常有超標供貨。

疏松對鋼材強度有很大影響，主要危害表現如下：

（1）疏松使鋼材的強度顯著降低，在鍛造等熱加工過程中易開裂，熱處理時也極易在疏松處形成裂紋。

（2）由于材料存在疏松，制成的工具極易造成磨損及表面不光潔。

正因為疏松對鋼材的性能有一定的影響，所以工具用鋼對允許的疏松級別有嚴格的要求。圖1、圖2為φ90mm W18Cr4V（以下簡稱W18）鋼原材料及鍛造疏松、疏松致裂形態（1:1HCl水溶液熱浸蝕），圖3為W18Cr4V鋼制槽銑刀因疏松嚴重熱處理致裂的圖片（1:1HCl水溶液熱浸蝕）。