先進的加工設備與高性能的數控刀具相配合茫陆，才能充分發(fā)揮其應有的效能，取得良好的經濟效益埂荤。隨著刀具材料迅速發(fā)展毛围，各種新型刀具材料，其物理屁蕾、力學性能和切削加工性能都有了很大的提高沸恤，應用范圍也不斷擴大。

刀具材料應具備基本性能

刀具材料的選擇對刀具壽命躺潘、加工效率真稚、加工質量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓毕亲、高溫农帝、摩擦、沖擊和振動等作用项蝉。因此属诀，刀具材料應具備如下一些基本性能：

(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度锐拟，一般要求在60HRC以上秉扑。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好调限。

(2) 強度和韌性舟陆。刀具材料應具備較高的強度和韌性，以便承受切削力耻矮、沖擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃秦躯。

(3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好裆装，能承受高的切削溫度踱承，具備良好的抗氧化能力。

(4) 工藝性能和經濟性哨免。刀具材料應具備好的鍛造性能茎活、熱處理性能、焊接性能琢唾；磨削加工性能等载荔，而且要追求高的性能價格比。

刀具材料的種類采桃、性能懒熙、特點、應用

1．金剛石刀具材料的種類脂壁、性能和特點及刀具應用

金剛石是碳的同素異構體囤乎，它是自然界已經發(fā)現的最硬的一種材料靡黑。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導熱性能敢薄，在有色金屬和非金屬材料加工中得到廣泛的應用帽惠。尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具品種昭淋∫诟簦可實現高效率午螺、高穩(wěn)定性墓枝、長壽命加工的金剛石刀具是現代數控加工中不可缺少的重要工具。

⑴ 金剛石刀具的種類

①天然金剛石刀具：天然金剛石作為切削刀具已有上百年的歷史了跷它，天然單晶金剛石刀具經過精細研磨容且，刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑可達0.002μm唾诺，能實現超薄切削亮隙，可以加工出極高的工件精度和極低的表面粗糙度，是公認的垢夹、理想的和不能代替的超精密加工刀具溢吻。

②PCD金剛石刀具：天然金剛石價格昂貴，金剛石廣泛應用于切削加工的還是聚晶金剛石(PCD)果元，自20世紀70年代初促王，采用高溫高壓合成技術制備的聚晶金剛石(Polycrystauine

diamond，簡稱PCD刀片研制成功以后而晒，在很多場合下天然金剛石刀具已經被人造聚晶金剛石所代替蝇狼。PCD原料來源豐富，其價格只有天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一倡怎。

PCD刀具無法磨出極其鋒利的刃口迅耘，加工的工件表面質量也不如天然金剛石，現在工業(yè)中還不能方便地制造帶有斷屑槽的PCD刀片监署。因此颤专，PCD只能用于有色金屬和非金屬的精切，很難達到超精密鏡面切削钠乏。

③CVD金剛石刀具：自從20世紀70年代末至80年代初称侣，CVD金剛石技術在日本出現。CVD金剛石是指用化學氣相沉積看完看法(CVD)在異質基體(如硬質合金淳胆、陶瓷等)上合成金剛石膜赁挚，CVD金剛石具有與天然金剛石完全相同的結構和特性。CVD金剛石的性能與天然金剛石相比十分接近螃方，兼有天然單晶金剛石和聚晶金剛石(PCD)的優(yōu)點照腐，在一定程度上又克服了它們的不足鞋会。

⑵ 金剛石刀具的性能特點：

①極高的硬度和耐磨性：天然金剛石是自然界已經發(fā)現的最硬的物質。金剛石具有極高的耐磨性贿册，加工高硬度材料時填杀，金剛石刀具的壽命為硬質合金刀具的lO～100倍，甚至高達幾百倍睦忘。

②具有很低的摩擦系數：金剛石與一些有色金屬之間的摩擦系數比其他刀具都低焦厘，摩擦系數低，加工時變形小砖啄，可減小切削力绽脏。

③切削刃非常鋒利：金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利，天然單晶金剛石刀具可高達0.002～0.008μm蒸甜，能進行超薄切削和超精密加工棠耕。

④ 具有很高的導熱性能：金剛石的導熱系數及熱擴散率高，切削熱容易散出柠新，刀具切削部分溫度低窍荧。

⑤具有較低的熱膨脹系數：金剛石的熱膨脹系數比硬質合金小幾倍，由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小恨憎，這對尺寸精度要求很高的精密和超精密加工來說尤為重要蕊退。

⑶ 金剛石刀具的應用。

金剛石刀具多用于在高速下對有色金屬及非金屬材料進行精細切削及鏜孔憔恳。適合加工各種耐磨非金屬瓤荔，如玻璃鋼粉末冶金毛坯，陶瓷材料等喇嘱；各種耐磨有色金屬茉贡，如各種硅鋁合金；各種有色金屬光整加工者铜。金剛石刀具的不足之處是熱穩(wěn)定性較差腔丧，切削溫度超過700℃～800℃時，就會完全失去其硬度绵颅；此外曹胚，它不適于切削黑色金屬，因為金剛石(碳)在高溫下容易與鐵原子作用忙体，使碳原子轉化為石墨結構济谢，刀具極易損壞。

2．立方氮化硼刀具材料的種類怨级、性能和特點及刀具應用

用與金剛石制造方法相似的方法合成的第二種超硬材料—立方氮化硼(CBN)情腥，在硬度和熱導率方面僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性極好钮核，在大氣中加熱至10000C也不發(fā)生氧化辰张。CBN對于黑色金屬具有極為穩(wěn)定的化學性能形负，可以廣泛用于鋼鐵制品的加工。

⑴ 立方氮化硼刀具的種類

立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物質欢巡，有單晶體和多晶體之分瞒礼，即CBN單晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystallinecubic bornnitride，簡稱PCBN)致驶。CBN是氮化硼(BN)的同素異構體之一芯勘，結構與金剛石相似。PCBN（聚晶立方氮化硼）是在高溫高壓下將微細的CBN材料通過結合相(TiC腺逛、TiN荷愕、Al、Ti等)燒結在一起的多晶材料屉来，是目前利用人工合成的硬度僅次于金剛石的刀具材料路翻，它與金剛石統(tǒng)稱為超硬刀具材料狈癞。PCBN主要用于制作刀具或其他工具茄靠。

PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質合金復合燒結的PCBN復合刀片。

PCBN復合刀片是在強度和韌性較好的硬質合金上燒結一層O.5～1.0mm厚的PCBN而成的蝶桶，其性能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性慨绳，它解決了CBN刀片抗彎強度低和焊接困難等問題。

⑵ 立方氮化硼的主要性能真竖、特點

立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石脐雪，但卻遠遠高于其他高硬度材料。CBN的突出優(yōu)點是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多恢共，可達1200℃以上(金剛石為700～800℃)战秋，另一個突出優(yōu)點是化學惰性大，與鐵元素在1200～1300℃下也不起化學反應柴炉。立方氮化硼的主要性能特點如下辟堡。

①高的硬度和耐磨性：CBN晶體結構與金剛石相似，具有與金剛石相近的硬度和強度青竹。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料触晃，能獲得較好的工件表面質量。

②具有很高的熱穩(wěn)定性：CBN的耐熱性可達1400～1500℃俱报，比金剛石的耐熱性(700～800℃)幾乎高l倍皂计。PCBN刀具可用比硬質合金刀具高3～5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。

③優(yōu)良的化學穩(wěn)定性：與鐵系材料到1200—1300℃時也不起化學作用哼狰，不會像金剛石那樣急劇磨損辉九，這時它仍能保持硬質合金的硬度；PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵痊追，可廣泛應用于鑄鐵的高速切削祷书。

④具有較好的熱導性：CBN的熱導性雖然趕不上金剛石寂贱，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次于金剛石，大大高于高速鋼和硬質合金

⑤ 具有較低的摩擦系數：低的摩擦系數可導致切削時切削力減小澡呼，切削溫度降低滋饲，加工表面質量提高。

⑶ 立方氮化硼刀具應用：

立方氮化硼適于用來精加工各種淬火鋼喊巍、硬鑄鐵屠缭、高溫合金、硬質合金崭参、表面噴涂材料等難切削材料呵曹。加工精度可達IT5(孔為IT6)，表面粗糙度值可小至Ra1.25～0.20μm何暮。

立方氮化硼刀具材料韌性和抗彎強度較差奄喂。因此，立方氮化硼車刀不宜用于低速海洼、沖擊載荷大的粗加工跨新；同時不適合切削塑性大的材料(如鋁合金、銅合金坏逢、鎳基合金域帐、塑性大的鋼等)，因為切削這些金屬時會產生嚴重的積屑瘤是整，而使加工表面惡化赚朱。

3．陶瓷刀具材料的種類、性能和特點及刀具應用

陶瓷刀具具有硬度高以叛、耐磨性能好谁班、耐熱性和化學穩(wěn)定性優(yōu)良等特點，且不易與金屬產生粘接疼喝。陶瓷刀具在數控加工中占有十分重要的地位诊乐，陶瓷刀具已成為高速切削及難加工材料加工的主要刀具之一。陶瓷刀具廣泛應用于高速切削摊房、干切削赚懊、硬切削以及難加工材料的切削加工。陶瓷刀具可以高效加工傳統(tǒng)刀具根本不能加工的高硬材料昨哑，實現“以車代磨”你朝；陶瓷刀具的最佳切削速度可以比硬質合金刀具高2～lO倍，從而大大提高了切削加工生產效率域毡；陶瓷刀具材料使用的主要原料是地殼中最豐富的元素爪只，因此，陶瓷刀具的推廣應用對提高生產率、降低加工成本先嬉、節(jié)省戰(zhàn)略性貴重金屬具有十分重要的意義轧苫，也將極大促進切削技術的進步。

⑴ 陶瓷刀具材料的種類

陶瓷刀具材料種類一般可分為氧化鋁基陶瓷疫蔓、氮化硅基陶瓷含懊、復合氮化硅一氧化鋁基陶瓷三大類。其中以氧化鋁基和氮化硅基陶瓷刀具材料應用最為廣泛衅胀。氮化硅基陶瓷的性能更優(yōu)越于氧化鋁基陶瓷岔乔。

⑵ 陶瓷刀具的性能、特點

陶瓷刀具的性能特點如下：

①硬度高滚躯、耐磨性能好：陶瓷刀具的硬度雖然不及PCD和PCBN高雏门，但大大高于硬質合金和高速鋼刀具，達到93-95HRA掸掏。陶瓷刀具可以加工傳統(tǒng)刀具難以加工的高硬材料茁影，適合于高速切削和硬切削。

② 耐高溫丧凤、耐熱性好：陶瓷刀具在1200℃以上的高溫下仍能進行切削募闲。陶瓷刀具具有很好的高溫力學性能，A12O3陶瓷刀具的抗氧化性能特別好伴严，切削刃即使處于赤熱狀態(tài)膳庵，也能連續(xù)使用辐芍。因此贡垃，陶瓷刀具可以實現干切削，從而可省去切削液掷戚。

③ 化學穩(wěn)定性好：陶瓷刀具不易與金屬產生粘接令久，且耐腐蝕、化學穩(wěn)定性好猫郎，可減小刀具的粘接磨損沧唧。

④ 摩擦系數低：陶瓷刀具與金屬的親合力小，摩擦系數低矩修，可降低切削力和切削溫度叫砚。

⑶ 陶瓷刀具有應用

陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具適用于切削加工各種鑄鐵(灰鑄鐵厅揍、球墨鑄鐵铡涣、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵弹惦、高合金耐磨鑄鐵)和鋼材(碳素結構鋼否淤、合金結構鋼、高強度鋼、高錳鋼石抡、淬火鋼等)檐嚣，也可用來切削銅合金、石墨啰扛、工程塑料和復合材料嚎京。

陶瓷刀具材料性能上存在著抗彎強度低、沖擊韌性差問題隐解，不適于在低速挖藏、沖擊負荷下切削。

4．涂層刀具材料的性能和特點及刀具的應用

對刀具進行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一厢漩。涂層刀具的出現膜眠，使刀具切削性能有了重大突破。涂層刀具是在韌性較好刀體上溜嗜，涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物宵膨，它將刀具基體與硬質涂層相結合，從而使刀具性能大大提高丢墅。涂層刀具可以提高加工效率兔憨、提高加工精度、延長刀具使用壽命莽简、降低加工成本扶楣。新型數控機床所用切削刀具中有80％左右使用涂層刀具。涂層刀具將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種淹宽。

⑴ 涂層刀具的種類

根據涂層方法不同睬毒，涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法劫丧，沉積溫度在1000℃左右遣株。涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法，沉積溫度在500℃左右浊待；

根據涂層刀具基體材料的不同革哄，涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具缔类、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等庭叙。

根據涂層材料的性質，涂層刀具又可分為兩大類绘盟，即“硬”涂層刀具和‘軟”涂層刀具鸠真。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性奥此，其主要優(yōu)點是硬度高弧哎、耐磨性能好，典型的是TiC和TiN涂層〕纺郏“軟”涂層刀具追求的目標是低摩擦系數偎捎，也稱為自潤滑刀具，它與工件材料的摩擦系數很低序攘，只有0.1左右茴她，可減小粘接，減輕摩擦程奠，降低切削力和切削溫度丈牢。

最近開發(fā)了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合

(如金屬／金屬瞄沙、金屬／陶瓷已箫、陶瓷／陶瓷等)，以滿足不同的功能和性能要求坟荤。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優(yōu)異的減摩抗磨功能和自潤滑性能蕴节，適合于高速干切削。

⑵ 涂層刀具的特點

涂層刀具的性能特點如下：

①力學和切削性能好：涂層刀具將基體材料和涂層材料的優(yōu)良性能結合起來挽沧，既保持了基體良好的韌性和較高的強度贷弧，又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低摩擦系數糙官。因此窟潜，涂層刀具的切削速度比未涂層刀具可提高2倍以上，并允許有較高的進給量鱼催。涂層刀具的壽命也得到提高翅栖。

② 通用性強：涂層刀具通用性廣，加工范圍顯著擴大千覆，一種涂層刀具可以代替數種非涂層刀具使用区膨。

③涂層厚度：隨涂層厚度的增加刀具壽命也會增加，但當涂層厚度達到飽和姑裂，刀具壽命不再明顯增加。涂層太厚時男旗，易引起剝離舶斧；涂層太薄時，則耐磨性能差察皇。

④ 重磨性：涂層刀片重磨性差茴厉、涂層設備復雜、工藝要求高什荣、涂層時間長矾缓。

⑤ 涂層材料：不同涂層材料的刀具，切削性能不一樣。如：低速切削時嗜闻，TiC涂層占有優(yōu)勢蜕依；高速切削時，TiN較合適琉雳。

⑶ 涂層刀具的應用

涂層刀具在數控加工領域有巨大潛力样眠，將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種。涂層技術已應用于立銑刀翠肘、鉸刀肩蹬、鉆頭、復合孔加工刀具档广、齒輪滾刀深酗、插齒刀、剃齒刀悄针、成形拉刀及各種機夾可轉位刀片姚继，滿足高速切削加工各種鋼和鑄鐵、耐熱合金和有色金屬等材料的需要窟诈。

5．硬質合金刀具材料的種類几馁、性能和特點及應用

硬質合金刀具，特別是可轉位硬質合金刀具掏手，是數控加工刀具的主導產品,20世紀80年代以來钙阐，各種整體式和可轉位式硬質合金刀具或刀片的品種已經擴展到各種切削刀具領域，其中可轉位硬質合金刀具由簡單的車刀丑凛、面銑刀擴大到各種精密颁吭、復雜、成形刀具領域苗膝。

⑴ 硬質合金刀具的種類

按主要化學成分區(qū)分殃恒，硬質合金可分為碳化鎢基硬質合金和碳(氮)化鈦(TiC(N))基硬質合金。碳化鎢基硬質合金包括鎢鈷類(YG)辱揭、鎢鈷鈦類(YT)离唐、添加稀有碳化物類(YW)三類，它們各有優(yōu)缺點问窃，主要成分為碳化鎢(WC)亥鬓、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)域庇、碳化鈮(NbC)等嵌戈，常用的金屬粘接相是Co。

碳(氮)化鈦基硬質合金是以TiC為主要成分(有些加入了其他碳化物或氮化物)的硬質合金听皿，常用的金屬粘接相是Mo和Ni熟呛。

ISO(國際標準化組織)將切削用硬質合金分為三類：

K類宽档，包括Kl0～K40，相當于我國的YG類(主要成分為WC．Co)庵朝。

P類吗冤，包括P01～P50，相當于我國的YT類(主要成分為WC．TiC．Co)搜栽。

M類爸桨，包括M10～M40，相當于我國的YW類(主要成分為WC-TiC-TaC(NbC)-Co)贱供。

各個牌號分別以01～50之間的數字表示從高硬度到最大韌性之間的一系列合金评梁。

⑵ 硬質合金刀具的性能特點

硬質合金刀具的性能特點如下：

①高硬度：硬質合金刀具是由硬度和熔點很高的碳化物(稱硬質相)和金屬粘結劑(稱粘接相)經粉末冶金方法而制成的，其硬度達89～93HRA犁鹤，遠高于高速鋼责肯，在5400C時，硬度仍可達82～87HRA舞轧，與高速鋼常溫時硬度(83～86HRA)相同诬翩。硬質合金的硬度值隨碳化物的性質、數量羞菊、粒度和金屬粘接相的含量而變化贫巴，一般隨粘接金屬相含量的增多而降低。在粘接相含量相同時隐户，YT類合金的硬度高于YG類合金炕婶，添加TaC(NbC)的合金具有較高的高溫硬度。

②抗彎強度和韌性：常用硬質合金的抗彎強度在900～1500MPa范圍內莱预。金屬粘接相含量越高柠掂，則抗彎強度也就越高。當粘接劑含量相同時依沮，YG類(WC-Co)合金的強度高于YT類(WC-TiC-Co)合金涯贞，并隨著TiC含量的增加，強度降低危喉。硬質合金是脆性材料宋渔，常溫下其沖擊韌度僅為高速鋼的1／30～1／8。

⑶ 常用硬質合金刀具的應用

YG類合金主要用于加工鑄鐵姥饰、有色金屬和非金屬材料傻谁。細晶粒硬質合金(如YG3X、YG6X)在含鈷量相同時比中晶粒的硬度和耐磨性要高些列粪，適用于加工一些特殊的硬鑄鐵、奧氏體不銹鋼谈飒、耐熱合金岂座、鈦合金态蒂、硬青銅和耐磨的絕緣材料等。

YT類硬質合金的突出優(yōu)點是硬度高拉诲、耐熱性好赤蚜、高溫時的硬度和抗壓強度比YG類高、抗氧化性能好威卑。因此屁爵，當要求刀具有較高的耐熱性及耐磨性時，應選用TiC含量較高的牌號您凸。YT類合金適合于加工塑性材料如鋼材晚神，但不宜加工鈦合金、硅鋁合金宠宗。

YW類合金兼具YG饮协、YT類合金的性能，綜合性能好瓣硼，它既可用于加工鋼料啰价，又可用于加工鑄鐵和有色金屬。這類合金如適當增加鈷含量聂映，強度可很高起便，可用于各種難加工材料的粗加工和斷續(xù)切削。

6．高速鋼刀具的種類和特點及應用

高速鋼(High Speed Steel窖维，簡稱HSS)是一種加入了較多的W榆综、Mo、Cr陈辱、V等合金元素的高合金工具鋼奖年。高速鋼刀具在強度、韌性及工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能沛贪，在復雜刀具陋守，尤其是制造孔加工刀具、銑刀利赋、螺紋刀具水评、拉刀、切齒刀具等一些刃形復雜刀具媚送，高速鋼仍占據主要地位中燥。高速鋼刀具易于磨出鋒利的切削刃。

按用途不同塘偎，高速鋼可分為通用型高速鋼和高性能高速鋼疗涉。

⑴ 通用型高速鋼刀具

通用型高速鋼。一般可分鎢鋼战凿、鎢鉬鋼兩類图漓。這類高速鋼含加(C)為0.7％～0.9％铐跷。按鋼中含鎢量的不同，可分為含W為12％或18％的鎢鋼肄朵，含W為6％或8％的鎢鉬系鋼涧兜，含W為2％或不含W的鉬鋼。通用型高速鋼具有一定的硬度(63-66HRC)和耐磨性贰漱、高的強度和韌性筹飒、良好的塑性和加工工藝性，因此廣泛用于制造各種復雜刀具簸悟。

① 鎢鋼：通用型高速鋼鎢鋼的典型牌號為W18Cr4V葡债，(簡稱W18)，具有較好的綜合性能提甚，在6000C時的高溫硬度為48.5HRC飞灰，可用于制造各種復雜刀具。它有可磨削性好褪储、脫碳敏感性小等優(yōu)點卵渴，但由于碳化物含量較高，分布較不均勻鲤竹，顆粒較大浪读，強度和韌性不高。

②鎢鉬鋼：是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速鋼辛藻。鎢鉬鋼的典型牌號是W6Mo5Cr4V2碘橘，(簡稱M2)。M2的碳化物顆粒細小均勻吱肌，強度痘拆、韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。另一種鎢鉬鋼為W9Mo3Cr4V(簡稱W9)氮墨，其熱穩(wěn)定性略高于M2鋼纺蛆，抗彎強度和韌性都比W6M05Cr4V2好，具有良好的可加工性能规揪。

⑵ 高性能高速鋼刀具

高性能高速鋼是指在通用型高速鋼成分中再增加一些含碳量桥氏、含釩量及添加Co、Al等合金元素的新鋼種妥抬，從而可提高它的耐熱性和耐磨性蛆器。主要有以下幾大類：

①高碳高速鋼：高碳高速鋼（如95W18Cr4V），常溫和高溫硬度較高蔓摇，適于制造加工普通鋼和鑄鐵和植、耐磨性要求較高的鉆頭、鉸刀崩绑、絲錐和銑刀等或加工較硬材料的刀具章慌，不宜承受大的沖擊逼税。

②高釩高速鋼：典型牌號堕武，如恳繁，W12Cr4V4Mo，（簡稱EV4）夫泛，含V提高到3％一5％擎骄，耐磨性好，適合切削對刀具磨損極大的材料伸畅，如纖維隔屠、硬橡膠、塑料等馍驯，也可用于加工不銹鋼阁危、高強度鋼和高溫合金等材料。

③ 鈷高速鋼：屬含鈷超硬高速鋼汰瘫，典型牌號狂打，如，W2Mo9Cr4VCo8混弥，(簡稱M42)趴乡，有很高的硬度，其硬度可達69-70HRC蝗拿，適合于加工高強度耐熱鋼晾捏、高溫合金、鈦合金等難加工材料哀托，M42可磨削性好惦辛，適于制作精密復雜刀具，但不宜在沖擊切削條件下工作仓手。

④鋁高速鋼：屬含鋁超硬高速鋼胖齐，典型牌號，如长笋，W6Mo5Cr4V2Al斩憾，(簡稱501)，6000C時的高溫硬度也達到54HRC枷此，切削性能相當于M42淳习，適宜制造銑刀、鉆頭臣锣、鉸刀钮庆、齒輪刀具、拉刀等蔬设，用于加工合金鋼垒某、不銹鋼知援、高強度鋼和高溫合金等材料。

⑤氮超硬高速鋼：典型牌號慈琼，如星自，W12M03Cr4V3N，簡稱(V3N)芋沽，屬含氮超硬高速鋼塑崖，硬度、強度痛倚、韌性與M42相當规婆，可作為含鈷高速鋼的替代品，用于低速切削難加工材料和低速高精加工蝉稳。

⑶ 熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼

按制造工藝不同抒蚜，高速鋼可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

①熔煉高速鋼：普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制造的耘戚。它們經過冶煉嗡髓、鑄錠和鍍軋等工藝制成刀具。熔煉高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析毕莱，硬而脆的碳化物在高速鋼中分布不均勻器贩，且晶粒粗大(可達幾十個微米)，對高速鋼刀具的耐磨性朋截、韌性及切削性能產生不利影響蛹稍。

② 粉末冶金高速鋼(PM HSS)：粉末冶金高速鋼(PMHSS)是將高頻感應爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣或純氮氣使之霧化部服，再急冷而得到細小均勻的結晶組織(高速鋼粉末)订薛，再將所得的粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯胎融，或先制成鋼坯再經過鍛造窑赂、軋制成刀具形狀。與熔融法制造的高速鋼相比美怪，PMHSS具有優(yōu)點是：碳化物晶粒細小均勻,強度和韌性圃活、耐磨性相對熔煉高速鋼都提高不少。在復雜數控刀具領域PMHSS刀具將會進一步發(fā)展而占重要地位蒸咏。典型牌號归鲸，如F15、FR71悬坎、GFl定桃、GF2、GF3、PT1何别、PVN等篮啦，可用來制造大尺寸、承受重載挥萌、沖擊性大的刀具绰姻，也可用來制造精密刀具。

數控刀具材料的選用原則

目前廣泛應用的數控刀具材料主要有金剛石刀具瑞眼、立方氮化硼刀具龙宏、陶瓷刀具、涂層刀具伤疙、硬質合金刀具和高速鋼刀具等。刀具材料總牌號多辆影，其性能相差很大徒像。如下表各種刀具材料的主要性能指標。

數控加工用刀具材料必須根據所加工的工件和加工性質來選擇蛙讥。刀具材料的選用應與加工對象合理匹配锯蛀，切削刀具材料與加工對象的匹配，主要指二者的力學性能次慢、物理性能和化學性能相匹配旁涤，以獲得最長的刀具壽命和最大的切削加工生產率。

1．切削刀具材料與加工對象的力學性能匹配

切削刀具與加工對象的力學性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強度迫像、韌性和硬度等力學性能參數要相匹配辙炒。具有不同力學性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。

① 刀具材料硬度順序為：金剛石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質合金>高速鋼薇兆。

② 刀具材料的抗彎強度順序為：高速鋼>硬質合金>陶瓷刀具>金剛石和立方氮化硼刀具牌君。

③ 刀具材料的韌度大小順序為：高速鋼>硬質合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具肯矾。

高硬度的工件材料截剩，必須用更高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度界赦，一般要求在60HRC以上诬忱。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好焰箩。如疚编，硬質合金中含鈷量增多時，其強度和韌性增加节霸，硬度降低骑跳，適合于粗加工；含鈷量減少時，其硬度及耐磨性增加炉抒，適合于精加工奢讨。

具有優(yōu)良高溫力學性能的刀具尤其適合于高速切削加工。陶瓷刀具優(yōu)良的高溫性能使其能夠以高的速度進行切削焰薄，允許的切削速度可比硬質合金提高2～10倍拿诸。

2．切削刀具材料與加工對象的物理性能匹配

具有不同物理性能的刀具，如塞茅，高導熱和低熔點的高速鋼刀具亩码、高熔點和低熱脹的陶瓷刀具、高導熱和低熱脹的金剛石刀具等野瘦，所適合加工的工件材料有所不同描沟。加工導熱性差的工件時，應采用導熱較好的刀具材料鞭光，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度吏廉。金剛石由于導熱系數及熱擴散率高，切削熱容易散出惰许，不會產生很大的熱變形席覆，這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。

①各種刀具材料的耐熱溫度：金剛石刀具為700～8000C胜玖、PCBN刀具為13000～15000C袄优、陶瓷刀具為1100～12000C、TiC(N)基硬質合金為900～11000C竿疫、WC基超細晶粒硬質合金為800～9000C紫掷、HSS為600～7000C。

②各種刀具材料的導熱系數順序：PCD>PCBN>WC基硬質合金>TiC(N)基硬質合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷军笑。

③ 各種刀具材料的熱脹系數大小順序為：HSS>WC基硬質合金>TiC(N)>

A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD雨株。

④各種刀具材料的抗熱震性大小順序為：HSS>WC基硬質合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質合金>A1203基陶瓷。

3．切削刀具材料與加工對象的化學性能匹配

切削刀具材料與加工對象的化學性能匹配問題主要是指刀具材料與工件材料化學親和性擅暴、化學反應贫迫、擴散和溶解等化學性能參數要相匹配。材料不同的刀具所適合加工的工件材料有所不同项栈。

① 各種刀具材料抗粘接溫度高低(與鋼)為：PCBN>陶瓷>硬質合金>HSS手欣。

② 各種刀具材料抗氧化溫度高低為：陶瓷>PCBN>硬質合金>金剛石>HSS。

③種刀具材料的擴散強度大小(對鋼鐵)為：金剛石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶瓷映检。擴散強度大小(對鈦)為：A1203基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金剛石癞樊。

4．數控刀具材料的合理選擇

一般而言，PCBN凛澎、陶瓷刀具霹肝、涂層硬質合金及TiCN基硬質合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的數控加工估蹄；而PCD刀具適合于對Al、Mg沫换、Cu等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的加工臭蚁。

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