刀具材料的种类与选用指南

1.  高速钢

高速钢是由W、Cr、Mo等合金元素组成的合金工具钢（表2-4-1），具有较高的热稳定性，较高的强度和韧性，并有一定的硬度和耐磨性，因而适合于加工有色金属和各种金属材料，又由于高速钢有很好的加工工艺性，适合制造复杂的成形刀具，特别是粉沬冶金高速钢，具有各向异性的机械性能，减少了淬火变形，适合于制造精密与复杂的成形刀具。

表2-4-1　高速钢的物理机械性能

2.  硬质合金

硬质合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速钢好，耐用度是高速钢的几倍至数十倍，但冲击韧性较差。由于其切削性能优良，因此被广泛用作刀具材料（表2-4-2）。

表2-4-2　硬质合金的种类

3.  涂层刀具

1）CVD气相沉积法涂层　涂层物质为TiC，使硬质合金刀具耐用度提高1-3倍。

2）PVD物理气相沉积法涂层　涂层物质为TiN、TiAlN和Ti(C,N)，使硬质合金刀具耐用度提高2-10倍。

4.  非金属刀具

1）氧化铝系陶瓷　以氧化铝（Al2O3）为基体的刀具材料，其优点是硬度及耐磨性高，缺点是脆性大，抗弯强度低，抗热冲击性能差，适用于铸铁及调质钢的高速精加工。

2）氮化硅系陶瓷　以氧化硅（Si3N4）为基体的陶瓷材料，其特点是抗弯强度和断裂韧性有所提高，抗热冲击性能也较好，适用于加工淬火钢、冷硬铸铁、石墨制品及玻璃钢等材料。

3）复合氮化硅-氧化铝系陶瓷　该材料具有极好的耐高温性能、抗热冲击性能和抗机械冲击性能。其主要特点是加工进给量大，允许高速切削加工，极大提高了生产率。

4）聚晶金刚体　聚晶金刚体作为切削刀具使用时，烧结在硬质合金基体上，可对硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等耐磨、高硬度的非金属和非铁合金材料进行精加工。

5）立方氮化硼　立方氮化硼硬度和导热性能仅次于金刚石，有很高的热稳定性和良好的化学稳定性，因此适用于加工淬火钢、硬铸铁、高温合金和硬质合金。