刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素描融，對于加工效率龟冻、加工質(zhì)量枕篡、加工成本以及刀具耐用度影響很大害寸。使用碳工具鋼作為刀具材料時瓦腋，切削速度只有10m/min左右；20世紀(jì)初出現(xiàn)了高速鋼刀具材料寝谚，切削速度提高到每分鐘幾十米妙旅；30年代出現(xiàn)了硬質(zhì)合金，切削速度提高到每分鐘一百多米至幾百米蹋烂；當(dāng)前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出現(xiàn)战覆，使切削速度提高到每分鐘一千米以上；被加工材料的發(fā)展也大大地推動了刀具材料的發(fā)展苹动。

　　一 刀具材料應(yīng)具備的性能

　　性能優(yōu)良的刀具材料柬乓，是保證刀具高效工作的基本條件。刀具切削部分在強(qiáng)烈摩擦蠢涝、高壓玄呛、高溫下工作宜咒，應(yīng)具備如下的基本要求。

　　高硬度和高耐磨性 

　　刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬把鉴，這是刀具材料必備的基本要求故黑，現(xiàn)有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬庭砍，其耐磨性越好场晶，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨性還決定于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性怠缸。

　　足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性 

　　強(qiáng)度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎與刀桿折斷所應(yīng)具備的性能诗轻。一般用抗彎強(qiáng)度來表示。

　　沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力揭北，一般地扳炬，硬度越高，沖擊韌性越低搔体，材料越脆恨樟。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個關(guān)鍵竿赂。

　　高耐熱性    

　　耐熱性又稱紅硬性仲寇，是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度宅谁、耐磨性购具、強(qiáng)度、抗氧化记浸、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力惯醇。

　　良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 

　　為了便于制造，刀具材料應(yīng)有良好的工藝性裸悟，如鍛造款野、熱處理及磨削加工性能。當(dāng)然在制造和選用時應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性异这。當(dāng)前超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用都較貴臊整，但其使用壽命很長，在成批大量生產(chǎn)中愤售，分?jǐn)偟矫總€零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此在選用時一定要綜合考慮胎许。

　　二 常用刀具材料

　　常用刀具材料有工具鋼峻呛、高速鋼、硬質(zhì)合金辜窑、陶瓷和超硬刀具材料钩述，目前用得最多的為高速鋼和硬質(zhì)合金寨躁。

　　高速鋼   

　　高速鋼是一種加人了較多的鎢、鉻牙勘、釩职恳、相等合金元素的高合金工具鋼，有良好的綜合性能方面。其強(qiáng)度和韌性是現(xiàn)有刀具材料中最高的放钦。高速鋼的制造工藝簡單，容易刃磨成鋒利的切削刃恭金；鍛造操禀、熱處理變形小，目前在復(fù)雜的刀具横腿，如麻花鉆颓屑、絲錐、拉刀灰深、齒輪刀具和成形刀具制造中饵卸，仍占有主要地位。

　　高速鋼可分為普通高速鋼和高性能高速鋼彰饭。   

　　普通高速鋼冻咆，如W18Cr4V廣泛用于制造各種復(fù)雜刀具。其切削速度一般不太高策哈，切削普通鋼料時為40-60m/min炮家。

　　高性能高速鋼，如W12Cr4V4Mo是在普通高速鋼中再增加一些含碳量泪缨、含釩量及添加鈷媚瘫、鋁等元素冶煉而成的。它的耐用度為普通高速鋼的1.5-3倍虱忙。

　　粉末冶金高速鋼是70年代投入市場的一種高速鋼逢痕，其強(qiáng)度與韌性分別提高30%-40%和80%-90%．耐用度可提高2-3倍。目前我國尚處于試驗(yàn)研究階段狼楔，生產(chǎn)和使用尚少钳枕。

　　硬質(zhì)合金

　　按GB2075—87(參照采用190標(biāo)準(zhǔn))可分為P、M赏壹、K三類鱼炒，P類硬質(zhì)合金主要用于加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色作標(biāo)志蝌借；M類主要用于加工黑色金屬和有色金屬昔瞧，用黃色作標(biāo)志，又稱通用硬質(zhì)合金菩佑，K類主要用于加工短切屑的黑色金屬自晰、有色金屬和非金屬材料凝化，用紅色作標(biāo)志。

　　P酬荞、M搓劫、K(后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示其性能和加工時承受載荷的情況或加工條件。數(shù)字愈小混巧，硬度愈高枪向，韌性愈差。

　　P類相當(dāng)于我國原鎢鈦鉆類消弧，主要成分為WC+TiC+Co堡雁，代號為YT。

　　K類相當(dāng)于我國原鎢鉆類室域，主要成分為WC+Co淹疙，代號為YG。

　　M類相當(dāng)于我國原鎢鈦鉭鈷類通用合金杜域，主要成分為WC+TiC+TaC(NbC)+Co柴哈，代號為YW。

　　三 涂層刀具簡述

　　涂層刀具是近20年出現(xiàn)的一種新型刀具材料唁谣，是刀具發(fā)展中的一項(xiàng)重要突破冶巴，是解決刀具材料中硬度、耐磨與強(qiáng)度溪惶、韌性之間矛盾的一個有效措施顺鸯。涂層刀具是在一些韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性高的難熔化金屬化合物而獲得的终距。常用的涂層材料有TiC尊捞、TiN和Al2O3等。本世紀(jì)70年代初首次在硬質(zhì)合金基體上涂覆一層碳化鈦(TiC)后宏怔，把普通硬質(zhì)合金的切削速度從80m/min提高到180m/min奏路。1976年又出現(xiàn)了碳化鈦—氧化鋁雙涂層硬質(zhì)合金，把切削速度提高到250m/min臊诊。1981年又出現(xiàn)了碳化鈦-氧化鋁-氮化鈷三涂層硬質(zhì)合金鸽粉，使切削速度提高到300m/min。

　　在高速鋼基體上刀具涂層多為TiN抓艳，常用物理氣相沉積法(PVD法)涂覆触机，一般用于鉆頭、絲錐壶硅、銑刀威兜、滾刀等復(fù)雜刀具上，涂層厚度為幾微米庐椒，涂層硬度可達(dá)80HRC椒舵，相當(dāng)于一般硬質(zhì)合金的硬度，耐用度可提高2—5倍约谈，切削速度可提高20%-40%o

　　硬質(zhì)合金的涂層是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上笔宿，涂覆一層幾微米至十幾微米厚的高耐磨、難熔化的金屬化合物填篱，一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)徙掠。我國株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的涂層硬質(zhì)合金的涂層厚度可達(dá)9μm，表面硬度可達(dá)2500-4200HV革陋。

　　目前各工業(yè)發(fā)達(dá)國家對涂層刀具的研究和推廣使用方面發(fā)展非常迅速乌窿。處于領(lǐng)先地位的瑞典，在車削上使用涂層硬質(zhì)合金刀片已占到70%-80%锦钓，在銑削方面已達(dá)到50%以上庙炮。但是涂層刀具不適宜加工高溫合金、鈦合金及非金屬材料求驳，也不適宜粗加工有夾砂种司、硬皮的鍛鑄件。

　　四 金剛石刀具   

　　金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具粥谐。天然金剛石具有自然界物質(zhì)中最高的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)c但由于價格昂貴娶得，加工、焊接都非常困難漾群，除少數(shù)特殊用途外(如手表精密零件懊湾、光飾件和首飾雕刻等加工)，很少作為切削工具應(yīng)用在工業(yè)中禽篱。隨著高技術(shù)和超精密加工日益發(fā)展畜伐。例如微型機(jī)械的微型零件，原子核反應(yīng)堆及其它高技術(shù)領(lǐng)域的各種反射鏡谆级、導(dǎo)彈或火箭中的導(dǎo)航陀螺烤礁，計算機(jī)硬盤芯片、加速器電子槍等超精密零件的加工肥照，單晶大然金剛石能滿足上述要求脚仔。近年來開發(fā)了多種化學(xué)機(jī)理研磨金剛石刀具的方法和保護(hù)氣氛釬焊金剛石技術(shù)．使天然金剛石刀具的制造過程變得比較簡易．因此，在超精密鏡面切削的高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域．天然金剛石起到了重要作用舆绎。   

　　20世紀(jì)50年代利用高溫高壓技術(shù)人工合成金剛石粉以后鲤脏，70年代制造出金剛石基的切削刀具即聚晶金剛石(PCD)。PCD晶粒呈無許許序排列狀態(tài)．不具方向性吕朵，因而硬度均勻猎醇。它有很高的硬度和導(dǎo)熱性，低的熱脹系數(shù)努溃。高的彈性模量和較低的摩擦系數(shù)硫嘶，刀刃非常鋒利阻问。它可加丁各種有色金屬和極耐磨的高性能非金屬材料，如鋁纤厨、銅族逻、鎂及其合金、硬質(zhì)合金守镰、纖維增塑材料崎络、金屬基復(fù)合材料、木材復(fù)合材料等猖右。   

　　三種主要金剛石刀具材料——PCD颗酷、CVD厚膜和人工合成單晶金剛石各自的性能特點(diǎn)為：PCD焊接性、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最高稽橱，抗磨損性和刃口質(zhì)量居中戏丽，抗腐蝕性最差。CVD厚膜抗腐蝕性最好跷焚，機(jī)械磨削性弥容、刃口質(zhì)量和斷裂韌性和抗磨損性居中，可焊接性差逸萄，人工合成單晶金剛石刃口質(zhì)量葫督、抗磨損性和抗腐蝕性最好，焊接性板惑、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最差橄镜。

　　金剛石刀具是目前高速切削(2500~5000m/min)鋁合金較理想的刀具材料，但由于碳對鐵的親和作用冯乘，特別是在高溫下洽胶，金剛石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它不宜于切削鐵及其合金工件裆馒。

　　五 立方氮化硼

　　立方氮化硼(CBN)是純?nèi)斯ず铣傻牟牧湘⒚ァＫ?0世紀(jì)50年代末用制造金剛石相似的方法合成的第二種超硬材料——CBN微粉。由于CBN的燒結(jié)性能很差喷好，直至70年代才制成立方氮化硼結(jié)塊(聚晶立方氮化硼PCBN)翔横，它是由CBN微粉與少量粘結(jié)相(Co、Ni或TiN梗搅、TiC或Al2O3)在高溫高壓下燒結(jié)而成禾唁。CBN是氮化硼的致密相，有很高的硬度(僅次于金剛石)和耐熱性(1300无切、1500度)穗狞，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定件(遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石)和導(dǎo)熱性，低的摩擦系數(shù)。PCBN與Fe族元素親和性很低凭衩，所以它是高速切削黑色金屬較理想的刀具材料脏诈。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享交印，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)享立，也不構(gòu)成任何其他建議盘秕。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布丘梭、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺抢熟，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)柄叹。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片匾蛆、文字如涉及作品版權(quán)問題漓客，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容切油，以保證您的權(quán)益蝙斜！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。