由于高速钢能制造任何类型的刀具，始终占领着很大的 阵地。而高速钢也发展了很多新品种，切削性能比起初的普 通高速钢有了很大提高。近年来，高速钢和硬质合金仍是
用得最多的两种刀具材料，硬质合金稍过半数。

硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料和 超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。20世
纪30年代出现了氧化铝陶瓷，后来又有氮化硅陶瓷。到50 年代和60年代又制造出人造立方氮化硼和人造聚晶金刚


从19 世纪末到20 世纪初，高速钢曾使 切削水平出现了一个飞跃，使美国和世界各 国的机械制造业得到迅速发展，并取得了巨 大的经济效益。 随着人类生活、生产水平的提高，高速 钢刀具已不能满足高加工效率和高加工质量 的新要求。人们寻求性能更高的新型刀具材 料。20世纪加年代中期到30年代初，出现了 钨钴类和钨钴钛类硬质合金。硬质合金常温 硬度达HRA89-93，能承受800-900℃ 以上的 切削温度，切削速度为高速钢刀具的3-5倍， 因而逐渐得到应用。
脆断和崩刃。

18世纪中叶，在欧洲出现了工业革命以后，切削工
具一直是用碳素工具钢制造，其成分与现代的T10 、
T12相近。碳素工具钢有较高的硬度，其切削刃能够磨
得很锋利，但只能承受200-250℃的切削温度，用以切
削普通钢材只能用5-8米/分的切削速度，故切削效率很
低。

1865年，英国的罗伯特· 墨希特（Robert Musllet ）

硬质合金轴承刀具
硬质合金硬度极高，且热
硬性、耐磨性好,一般做成
刀片，粘结、钎焊、机械
装夹在45 40cr 9sicr刀体上
使用。


㈡ 碳素工具钢
共有七个牌号： T7~T13 1、成分特点：
碳素工具钢材料

高碳(0.65~1.35%C)
随含碳量提高，碳化物 量增加，耐磨性提高， 但韧性下降。
碳素工具钢带

第二次世界大战期间，由于大批量、高效率生产 兵器的需要，美、英、苏、德各国已部分使用硬质合 金刀具；二战后逐步扩大使用。解放后，我国从苏联 引进少量硬质合金。50 年代中期以后，开始自行生产 并广泛使用。20 世纪后半期，工件材料的机械性能不 断提高，产品的品种和批量逐渐增多，加工精度的要 求日益提高，工件的结构和形状不断复杂化和多样化， 对刀具提出了更新、更高的要求，硬质合金刀具在这 些新的要求中发挥了重大作用。而且硬质合金本身也 有发展，出现了许多新品种，其性能不断提高。但硬 质合金较脆，韧性不足，只有采用电火花、线切割， 和专门的砂轮磨削，可加工性远远低于高速钢，开始 时只能用于车刀和面铣刀，后扩大到其他刀具，但不 能用于所有的刀具。
切削脆性材料
切削韧性材料
通用（万能硬质合金）
硬质合金既可做切削刀具:
车刀、铣刀、刨刀、铰刀、拉刀、插刀、钻头 也用于冷冲模、冷拔模、冷挤压模及冷镦模、耐磨 零件机床顶尖。

硬质合金主要有钨钴(YG)
硬质合金模具
和钨钴钛(YT)两类。牌号
中，YG6后的数字为含Co 百分含量, YT15后的数字 为碳化钛百分含量。



2、热处理及组织
⑴ 热处理：正火+球化
退火+淬火+低温回火

球化退火目的： ① 降低硬度, 便于加工; ② 为淬火作组织准备。 ⑵ 使用状态下的组织： M回+颗粒状碳化物 +A’(少量)
T12钢正常淬火组织 球状珠光体

3、用途

由于碳工钢热硬性、淬透性差，只用于制造小
尺寸的手工工具和低速刃具。

T7~T9：制造承受冲击的工具， T7如木工工具：扁
铲、手钳、錾子、冲子、凿子、锤子等。T8冲头、剪
金属用的剪子T9冲模、冲头、凿岩石凿子。
錾子T7 T8 60Si2Mn
手锤
凿工 木
木工钻

T10~T11：制造低速切削工具，如手锯条、钻头、丝锥、车刀、
刨刀、拉丝模、冷冲模等。 T12~T13：制造耐磨工具， 如T12锉刀、丝锥、板牙、刮刀、绞刀 T13锉刀、剃刀、刮刀、刻字刀具等。

丝锥
手锯条
锉刀
头钻


㈢ 低合金工具钢
由碳素工具钢基础上加入
少量合金元素(≤3~5)形成.

1、成分特点： ⑴ 高碳：0.75~1.5%C ⑵ 合金元素作用 ① 提高淬透性: Cr、Mn、Si ② 提高耐回火性：Si ③ 提高耐磨性、细化晶粒: W、V
第四节 工具钢
按用途分为:
刃具钢 模具钢
刃具
量具钢
具模ห้องสมุดไป่ตู้
量具
一、刃具钢
切削加工

用来制造各
种切削刀具
的钢种。


㈠ 性能要求
1、高硬度 (≥60HRC), 主要取决于含碳量。 2、高耐磨性 靠高硬度 和析出细小均匀硬碳化

物来达到。

切削加工的基本形式
3、高热硬性 即高温下
保持高硬度的能力。

4、足够的韧性 以防止
作硬质合金。硬质合金通
常以Co、Ni等金属作为粘 结剂，WC、TiC、 TaC 、 NbC等粒子作为强化相。 车铣刨铰拉刀插刀钻头
YG (K) 类
短切屑铸铁 有色金属胶木 WC+ Co
YT (P)类
加工长切屑的 黑色金属 钢 WC+ TiC+ Co
YW (M)类
钢材、铸铁等 有色金属非金属 WC+ TiC+ TaC+ Co
石，它们的硬度大幅度地高于其他刀具材料。陶瓷的硬度稍
高于硬质合金，但其韧性和可加工性则逊于硬质合金。

金属基粒子复合材料又称
金属陶瓷，是由钛、镍、 钴、铬等金属与碳化物、 氮化物、氧化物、硼化物 等组成的非均质材料。
硬质合金组织(Co+WC)

碳化物基金属陶瓷作为工
具材料已被广泛应用，称
硬质合金铣刀
发明了合金工具钢，其牌号有9siCr 、CrWMn 等，能承
受350℃的切削温度，切削速度可提高到8-12米/分 。
随着机器生产规模的扩大，对加工效率 的要求日益提高，上述两种工具钢材料的性 能已不能满足要求。1898年，美国机械工程 师泰勒（F.W.Taylor ）和冶金工程师怀特 （M.White ）发明了高速钢。当时的成分是： C 0.67 % , W 18.91 % , Cr 5.47 % , Mn 0.11 % , V 0.29 % , Fe 余量。 它能承受550-600℃的切削温度，切削普 通钢材，可采用25-30米/分的切削速度。高 速钢的出现，使切削速度和切削效率比碳素 工具钢、合金工具钢分别提高了4倍和2.5倍 以上。