不同金属材质攻螺纹如何选择正确的丝锥？
2026/01/17 10:44:46
在机械制造中，内螺纹加工（俗称“攻牙”或“攻螺纹”）是极为常见却又容易被低估的一道工序。大量现场问题表明，断丝锥、螺纹粗糙、尺寸超差、寿命偏低等现象，往往并非设备或操作者问题，而是丝锥选型与被加工金属材质不匹配所导致。
不同金属在硬度、韧性、塑性、导热性、加工硬化倾向等方面差异显著，对丝锥的材料、槽型、涂层、攻丝方式均提出了不同要求。本文将系统阐述不同金属材质条件下丝锥的选型逻辑与工程实践要点，为一线工艺设计与加工提供参考。
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二、丝锥选型的核心影响因素
在讨论具体金属前，需要明确影响丝锥选择的几个共性维度：
1. 被加工材料特性
硬度（HB / HRC）
延展性与韧性
是否易加工硬化
切屑形态（粉末状 / 短切屑 / 长连续屑）
导热性
2. 加工方式
手工攻丝 / 机用攻丝
刚性攻丝 / 浮动攻丝
通孔 / 盲孔
3. 丝锥自身参数
丝锥基体材料
槽型结构
前角、后角
涂层类型
理解这些基础逻辑后，才能针对不同金属做出合理选择。
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三、碳钢与合金钢的丝锥选择
1. 低碳钢（如 Q235、AISI 1018）
材料特点：
强度低，塑性好
切屑连续、易拉丝
不易崩刃，但易粘刀
推荐丝锥：
材料：高速钢（HSS）即可
槽型：直槽或螺旋槽（15°–35°）
涂层：TiN 或不涂层
前角：较大正前角，有利于排屑
注意事项：
优先选用螺旋槽丝锥以改善排屑
冷却润滑尤为重要，防止积屑瘤
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2. 中碳钢与调质钢（如 45#、42CrMo）
材料特点：
强度和硬度较高
切削阻力明显增加
存在一定加工硬化倾向
推荐丝锥：
材料：HSS-E（含钴高速钢）
槽型：螺旋槽（盲孔）或直槽（通孔）
涂层：TiN、TiCN
攻丝方式：机用刚性攻丝优先
工程建议：
底孔尺寸适当放大（接近上公差）
严禁低速硬挤式攻丝，易折断
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3. 高强度合金钢（>35HRC）
材料特点：
硬度高，韧性强
切削温度高，磨损剧烈
推荐丝锥：
材料：粉末冶金高速钢（PM-HSS）或硬质合金
槽型：短螺旋槽或专用高硬钢丝锥
涂层：AlTiN、TiAlN
攻丝方式：低速、高刚性
注意：
普通 HSS 丝锥寿命极低，不推荐
严格控制轴向跳动与同轴度
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四、不锈钢材料的丝锥选型
不锈钢是丝锥失效最集中的材料类型。
1. 奥氏体不锈钢（304 / 316）
材料特点：
延展性极强
加工硬化严重
导热性差
推荐丝锥：
材料：HSS-E 或 PM-HSS
槽型：大螺旋角（35°–45°）
涂层：TiCN、AlTiN
前角：大正前角
关键工艺控制：
绝不允许“停—走—再进”
攻丝过程必须连续
充足极压切削液是刚需
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2. 马氏体不锈钢（420、440）
材料特点：
硬度高
脆性相对较大
选型建议：
退火态加工优先
选用高刚性 PM-HSS 或硬质合金丝锥
降低切削速度，避免崩刃
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五、铝合金的丝锥选择
1. 常见铝合金（6061、5052）
材料特点：
软、粘
易粘刀、拉毛
推荐丝锥：
材料：HSS
槽型：大螺旋角
涂层：无涂层或 DLC
前角：极大正前角
工程经验：
镜面抛光刃口效果优于任何涂层
不建议使用 TiN（易粘铝）
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2. 高硅铝合金（ADC12 等）
材料特点：
含硅高
磨粒磨损明显
推荐丝锥：
材料：PM-HSS 或硬质合金
涂层：TiCN
槽型：直槽或小螺旋角
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六、铜及铜合金的丝锥选择
1. 纯铜、黄铜
材料特点：
极软
切屑粘附性强
推荐方案：
直槽丝锥
小前角设计
精抛光刃口
切削液以防粘结
2. 青铜、铍铜
材料特点：
硬度较高
有一定磨损性
推荐：
HSS-E 或 PM-HSS
TiN / TiCN 涂层
中低速攻丝
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七、铸铁材料的丝锥选择
材料特点：
脆性大
切屑呈粉末状
无粘刀问题
推荐丝锥：
材料：HSS
槽型：直槽
涂层：TiN 或不涂
润滑：可干切或少量冷却
注意：
灰铸铁优于球墨铸铁易加工
避免使用螺旋槽，易堵屑
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八、成形丝锥（挤压丝锥）的适用性分析
成形丝锥并非“万能替代品”。
适合材料：
铝合金
低碳钢
部分不锈钢（需专用）
不适合材料：
铸铁
高硬度钢
脆性合金
关键条件：
底孔尺寸极其关键
必须高润滑
设备刚性要求高
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九、常见选型误区
1. 用“同一把丝锥”攻所有材料
2. 忽视底孔尺寸与材料匹配
3. 不锈钢仍用直槽丝锥
4. 高硬钢仍选普通 HSS
5. 涂层选择与材料不匹配
不同金属在硬度、韧性、塑性、导热性、加工硬化倾向等方面差异显著，对丝锥的材料、槽型、涂层、攻丝方式均提出了不同要求。本文将系统阐述不同金属材质条件下丝锥的选型逻辑与工程实践要点，为一线工艺设计与加工提供参考。
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二、丝锥选型的核心影响因素
在讨论具体金属前，需要明确影响丝锥选择的几个共性维度：
1. 被加工材料特性
硬度（HB / HRC）
延展性与韧性
是否易加工硬化
切屑形态（粉末状 / 短切屑 / 长连续屑）
导热性
2. 加工方式
手工攻丝 / 机用攻丝
刚性攻丝 / 浮动攻丝
通孔 / 盲孔
3. 丝锥自身参数
丝锥基体材料
槽型结构
前角、后角
涂层类型
理解这些基础逻辑后，才能针对不同金属做出合理选择。
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三、碳钢与合金钢的丝锥选择
1. 低碳钢（如 Q235、AISI 1018）
材料特点：
强度低，塑性好
切屑连续、易拉丝
不易崩刃，但易粘刀
推荐丝锥：
材料：高速钢（HSS）即可
槽型：直槽或螺旋槽（15°–35°）
涂层：TiN 或不涂层
前角：较大正前角，有利于排屑
注意事项：
优先选用螺旋槽丝锥以改善排屑
冷却润滑尤为重要，防止积屑瘤
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2. 中碳钢与调质钢（如 45#、42CrMo）
材料特点：
强度和硬度较高
切削阻力明显增加
存在一定加工硬化倾向
推荐丝锥：
材料：HSS-E（含钴高速钢）
槽型：螺旋槽（盲孔）或直槽（通孔）
涂层：TiN、TiCN
攻丝方式：机用刚性攻丝优先
工程建议：
底孔尺寸适当放大（接近上公差）
严禁低速硬挤式攻丝，易折断
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3. 高强度合金钢（>35HRC）
材料特点：
硬度高，韧性强
切削温度高，磨损剧烈
推荐丝锥：
材料：粉末冶金高速钢（PM-HSS）或硬质合金
槽型：短螺旋槽或专用高硬钢丝锥
涂层：AlTiN、TiAlN
攻丝方式：低速、高刚性
注意：
普通 HSS 丝锥寿命极低，不推荐
严格控制轴向跳动与同轴度
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四、不锈钢材料的丝锥选型
不锈钢是丝锥失效最集中的材料类型。
1. 奥氏体不锈钢（304 / 316）
材料特点：
延展性极强
加工硬化严重
导热性差
推荐丝锥：
材料：HSS-E 或 PM-HSS
槽型：大螺旋角（35°–45°）
涂层：TiCN、AlTiN
前角：大正前角
关键工艺控制：
绝不允许“停—走—再进”
攻丝过程必须连续
充足极压切削液是刚需
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2. 马氏体不锈钢（420、440）
材料特点：
硬度高
脆性相对较大
选型建议：
退火态加工优先
选用高刚性 PM-HSS 或硬质合金丝锥
降低切削速度，避免崩刃
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五、铝合金的丝锥选择
1. 常见铝合金（6061、5052）
材料特点：
软、粘
易粘刀、拉毛
推荐丝锥：
材料：HSS
槽型：大螺旋角
涂层：无涂层或 DLC
前角：极大正前角
工程经验：
镜面抛光刃口效果优于任何涂层
不建议使用 TiN（易粘铝）
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2. 高硅铝合金（ADC12 等）
材料特点：
含硅高
磨粒磨损明显
推荐丝锥：
材料：PM-HSS 或硬质合金
涂层：TiCN
槽型：直槽或小螺旋角
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六、铜及铜合金的丝锥选择
1. 纯铜、黄铜
材料特点：
极软
切屑粘附性强
推荐方案：
直槽丝锥
小前角设计
精抛光刃口
切削液以防粘结
2. 青铜、铍铜
材料特点：
硬度较高
有一定磨损性
推荐：
HSS-E 或 PM-HSS
TiN / TiCN 涂层
中低速攻丝
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七、铸铁材料的丝锥选择
材料特点：
脆性大
切屑呈粉末状
无粘刀问题
推荐丝锥：
材料：HSS
槽型：直槽
涂层：TiN 或不涂
润滑：可干切或少量冷却
注意：
灰铸铁优于球墨铸铁易加工
避免使用螺旋槽，易堵屑
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八、成形丝锥（挤压丝锥）的适用性分析
成形丝锥并非“万能替代品”。
适合材料：
铝合金
低碳钢
部分不锈钢（需专用）
不适合材料：
铸铁
高硬度钢
脆性合金
关键条件：
底孔尺寸极其关键
必须高润滑
设备刚性要求高
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九、常见选型误区
1. 用“同一把丝锥”攻所有材料
2. 忽视底孔尺寸与材料匹配
3. 不锈钢仍用直槽丝锥
4. 高硬钢仍选普通 HSS
5. 涂层选择与材料不匹配