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來(lái)看看刀具材料應具備的性能

足夠的硬度和耐磨性：足夠的耐磨性。

足夠的強度和韌性：承受振動(dòng)和沖擊， 不致斷裂。

足夠的熱硬性紅硬性：高溫下能繼續切削，高溫下能抗氧化、抗粘結、抗擴散。

良好的工藝性：便于制造

經(jīng)濟性：壽命與加工零件數量的比值。

常用刀具材料

碳素工具鋼 手工工具和切削速度較低的刀具

合金工具鋼 手工工具和切削速度較低的刀具

高速鋼

硬質(zhì)合金

陶瓷、立方氮化硼、金剛石、聚晶金剛石

常用刀具材料

高速鋼

高速鋼是一種加入了較多的W鎢、Mo鉬、Cr鉻、V釩等合金元素的高合金工具鋼。

特點(diǎn)：1）強度高，抗彎強度為硬質(zhì)合金的2～3倍；2）韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；3）硬度HRC63以上，且有較好的耐熱性；4）可加工性好，熱處理變形較小。

應用：常用于制造各種復雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。

CVD（化學(xué)氣相沉積法）900～10500C，5um～10um，用于硬質(zhì)合金

PVD（物理氣相沉積法）300～5000C，2um～5um，用于高速鋼

保持原有韌性的情況下，大大提高刀具耐磨性，刃磨前刀面提高刀具壽命。

切削速度比碳素工具鋼及合金工具鋼高1—3倍，故稱(chēng)為高速鋼，又稱(chēng)鋒鋼、白鋼。高速鋼的常溫硬度為63—70HRC，熱硬性為540—6200C。高速鋼刀具易磨出較鋒利的刀口，特別適用于制造結構復雜的成形刀具、孔加工刀具及銑刀、拉刀、螺紋刀具、切齒刀具等。

高速鋼分為普通高速鋼和高性能高速鋼，普通高速鋼常用牌號有W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V等。高性能高速鋼是指在普通高速鋼中增加碳、釩、鈷或鋁等合金元素的新鋼種，常見(jiàn)有高碳高速鋼(如9W18Cr4V)、高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)、鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2AI)。高速鋼刀具的表面進(jìn)行氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)等涂層后，使其硬度高和耐磨性強．同時(shí)又有較好的強度與韌性，目前廣泛應用在鉆頭、絲錐、成形銑刀、切齒刀具上。

硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是用高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金屬粘結劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)高壓成型后，再在高溫下燒結而成的粉末冶金制品。

硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都很高，允許的切削速度遠高于高速鋼，且能切削諸如淬火鋼等硬材料。硬質(zhì)合金的不足是與高速鋼相比，其抗彎強度較低、脆性較大，抗振動(dòng)和沖擊性能也較差。

硬質(zhì)合金因其切削性能優(yōu)良而被廣泛用來(lái)制作各種刀具。在我國，絕大多數車(chē)刀、面銑刀和深孔鉆都采用硬質(zhì)合金制造，目前，在一些較復雜的刀具上，如立銑刀、孔加工刀具等也開(kāi)始應用硬質(zhì)合金制造。

①鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金（YG）

切削鑄鐵等脆性材料和有色金屬及其合金

精加工—YG3，半精加工—YG6，粗加工—YG8

Co量增加，抗彎強度和沖擊韌性增加

加工鋼時(shí)易發(fā)生粘結和擴散磨損

②鎢鈦鉆類(lèi)硬質(zhì)合金（YT）

切削塑性金屬材料

精加工—YT30，半精加工-YT15，粗加工-YT5

抗彎強度和沖擊韌性略于YG類(lèi)

③添加稀有金屬碳化物的硬質(zhì)合金（YA、YW）

通用硬質(zhì)合金

切削難加工材料

④鎳鉬鈦類(lèi)硬質(zhì)合金（YN）

填補硬質(zhì)合金和陶瓷間的空白

切削碳鋼、合金鋼等（精加工），

大尺寸時(shí)效果尤其顯著(zhù)

⑤復合材料表面涂層硬質(zhì)合金刀具

TiC、TiN、A1,0等

強度、韌性和切削刃鋒性有所下降。

不適合粗加工，宜小進(jìn)給量和低速加工。

⑥其他硬質(zhì)合金刀具

超細晶粒硬質(zhì)合金：0.2~1um

難加工材料的斷續切削和低速切削

鋼結硬質(zhì)合金：60~70?速鋼為粘結相

退火狀態(tài)可進(jìn)行鍛造和切削加工

常用刀具材料

陶瓷刀具材料

陶瓷材料比硬質(zhì)合金具有更高的硬度（HRA91～95）和耐熱性，在1200℃的溫度下仍能切削，耐磨性和化學(xué)惰性好，摩擦系數小，抗粘結和擴散磨損能力強，因而能以更高的速度切削，并可切削難加工的高硬度材料。

主要缺點(diǎn)是性脆、抗沖擊韌性差，抗彎強度低。

以Al2O3或Si3N4為基體，添加少量金屬，高溫燒結而成，高的硬度和耐熱性，可切削高硬度材料。性脆，抗沖擊韌性差。

超硬刀具材料

天然金剛石是自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可達0.01um，刀具壽命可達數百小時(shí)。因價(jià)格昂貴，主要用于高速、精密加工。

聚晶金剛石由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低（HK6500~8000），價(jià)格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金剛石刀具主要材料。

金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵，700~8000C碳化。

聚晶立方氮化硼（CBN）由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。硬度為HV3000~4500，耐熱性達1200℃，化學(xué)惰性很好，在1000℃的溫度下不與鐵、鎳和鉆等金屬發(fā)生化學(xué)反應。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時(shí)可以代替磨削加工。

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