【数控刀具选用指南14】刀具材料概述

一、刀具材料应具备的性能

图2-1所示为各种刀具材料开发的时间及所能达到的切削速度。横坐标是刀具材料开发年份，纵坐标对应该种材料所能达到的切削速度。

图2-1 刀具材料的发展

刀具材料的发展过程，实际上是不断地提高刀具材料的耐热性、耐磨性、切削速度和表面加工质量的过程。刀具材料性能的优劣，直接影响切削加工能否正常进行。刀具在高温下进行切削工作，同时还要承受切削力、冲击和振动，因此刀具材料应具备以下基本要求：

（1）高硬度：刀具材料必须具有高于被加工材料的硬度，一般刀具材料的常温硬度都在62HRC以上。

（2）高韧性（抗弯强度）：为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度， 即具备一定的耐崩刃性和耐破损性。

（3）高耐热性：耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度的性能。

（4）化学稳定性好：刀具材料应具有耐氧化性、耐扩散性。

（5）热传导能力好：刀具材料应具有良好的耐热冲击性、耐热裂纹性。导热系数越大，则由刀具传出的热量越多，有利于降低切削温度和提高刀具寿命。

（6）低亲合力：刀具材料应具有耐熔着、凝着（粘刀）性。

（7）工艺性好：为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工和可磨削性、热处理特性等。

二、刀具材料分类

刀具材料种类很多，有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。主要刀具材料的种类如图2-2所示。

图2-2 主要刀具材料的种类

各种刀具材料的物理力学性能对比如表2-1所示。

表2-1 各种刀具材料的物理力学性能

三、刀具材料应用的主要概述

各类刀具材料及其应用如表2-2所示。

表2-2 各类刀具材料及其应用