常用刀具材料
常用刀具材料
常用刀具材料分为：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金刚石及立方氮化硼（CBN）等）
1.、工具钢用于制造刀具的材料具有高强度、高硬度、高耐磨性、高热硬性、足够的塑性和韧性的性能要求。

（1）碳素工具钢
碳素工具钢，简称碳工钢，碳的质量分数一般为0.65%~1.3%，属高碳钢。

常用的碳素工具钢有T7A、T8A、T10A、T12A等。

（2）合金工具钢
合金工具钢包括低合金、中合金、高合金工具钢。

碳的质量分数一般为0.9%~1.1%，通常加入合金元素有Cr、Mn、Si、W、V等，钢中合金元素总的质量分数为4%~5%者称为低合金；5%~10%者称为中合金；大于10%者称为高合金，常用的合金工具钢有9SiCr、9Mn2V、CrWMn等，工作温度不超过300℃。

（3）高速钢
高速钢是主要用于制作高速切削金属的刀具的高碳高合金莱氏体工具钢。

是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的，碳的质量分数一般为
0.7%~1.5%，加入质量分数约为4%的Cr，此时的钢具有很好的切削加工性能，因此又称为锋钢。

钢中加入W、Mo等能保证高的热硬性，加入V可提高耐磨性。

高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。

除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。

高速钢按其性能分成两大类：普通高速钢和高性能高速钢。

2、硬质合金
硬质合金属于粉末冶金材料，即由难熔金属硬质化合物（硬质相）和金属粘结剂（粘结相）经粉末冶金方法制成的。

通常使用的硬质合金主要以碳化物作为硬质相，以钴作为粘结相通过高温烧结而成。

在常温下硬质合金硬度可达86~96HRA（相当于69~81HRC）；热硬性可达1000℃以上；抗压强度可达6000MPa，但抗弯强度、冲击韧性较低；还具有良好的耐蚀性与抗氧化性。

另外，硬质合金只能磨削，不能被切削，更不能锻造，也不必进行热处理。

其热导率低，作高速切削刀具时不能使用冷却液，以免崩裂。

硬质合金大量应用在刚性好，刃形简单的高速切削刀具上，随着技术的进步，复杂刀具也在逐步扩大其应用。

钨钴类硬质合金是由WC和Co烧结而成，代号为YG，一般适用于加工铸铁和有色金属等脆性材料。

钨钛钴类硬质合金是以WC为基体，添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成，代号为YT，一般适用于高速加工钢料。

添加钽（铌）类硬质合金是在以上两种硬度合金中添加少量其它碳化物（如TaC 或NbC）而派生出的一类硬质合金，代号为YW，既适用加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。

常用牌号YW1、YW2。

3、涂层刀具材料
硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。

对刀具表面涂覆的方法有两种：
化学气相沉积法（ＣＶＤ法），适用于硬质合金刀具；
物理气相沉积法（ＰＶＤ法），适用于高速钢刀具。

涂层材料可分为ＴiC涂层、TiN涂层、ＴiC与TiN涂层、Al2O3涂层等。

4、其它刀具材料
（1）陶瓷刀具：是以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体，再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。

一般适用于高速下精细加工硬材料。

一些新型复合陶瓷刀也可用于半精加工或粗加工难加工的材料或间断切削。

陶瓷材料被认为是提高生产率的最有希望的刀具材料之一。

（2）人造金刚石：它是碳的同素异形体，是目前最硬的刀具材料，显微硬度达10000HV。

它有极高的硬度和耐磨性，与金属摩擦系数很小，切削刃极锋利，能切下极薄切屑，有很好的导热性，较低的热膨胀系数，但它的耐热温度较低，在700～
800℃时易脱碳，失去硬度，抗弯强度低，对振动敏感，与铁有很强的化学亲合力，不宜加工钢材，主要用于有色金属及非金属的精加工，超精加工以及作磨具、磨料用。

（3）立方氮化硼：是由立方氮化硼（白石墨）在高温高压下转化而成的，其硬度仅次于金刚石，耐热温度可达1400℃，有很高的化学稳定性，较好的可磨性，抗弯强度与韧性略低于硬质合金。

一般用于高硬度，难加工材料的半精加工和精加工。