刀具材料的类型和特点

刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用，刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果，下面我们来介绍下刀具材料的种类及特点。

刀具材料的类型和特点

1.金刚石刀具材料

公认的、理想的、不可替代的超精密加工工具。

①极高的硬度和耐磨性:天然钻石是自然界中发现的最坚硬的物质。

【/h/】②摩擦系数很低:摩擦系数低，加工时变形小，可以减小切削力。

(3)刃口非常锋利:金刚石刀具的刃口可以磨得非常锋利。

【/h/】④导热系数高:金刚石的导热系数和热扩散系数高，切削热量容易散失，刀具切削部分温度低。

⑤热膨胀系数低:金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，切削热引起的刀具尺寸变化很小。

2.立方氮化硼刀具材料

它具有极其稳定的化学性能，可广泛用于钢铁产品的加工。

①高硬度和耐磨性:具有类似金刚石的硬度和强度。

②热稳定性高:CBN的耐热性可达1400 ~ 1500℃，几乎是金刚石(700 ~ 800℃)的1倍。

③优良的化学稳定性:在1200-1300℃时与含铁材料无化学作用，可广泛用于铸铁的高速切削。

④导热性好:导热性仅次于金刚石。

⑤低摩擦系数:低摩擦系数可以降低切削力，降低切削温度，提高表面质量。

3.陶瓷刀具材料

陶瓷刀具的推广应用对提高生产率、降低加工成本、节约战略贵金属具有重要意义。

①硬度高，耐磨性好:可加工传统刀具难以加工的高硬度材料，适用于高速切削和硬切削。

②耐高温耐热:陶瓷刀具在1200℃以上的高温下仍能切削。陶瓷刀具可以实现干切削，节省切削液。

③化学稳定性好:陶瓷刀具不易与金属粘结，具有良好的耐腐蚀性和化学稳定性，可减少刀具的粘结磨损。

④摩擦系数低:陶瓷刀具与金属的亲和力小，摩擦系数低，可降低切削力和切削温度。

4.涂层工具材料

涂层刀具可以提高加工效率，提高加工精度，延长刀具寿命，降低加工成本。

①良好的机械和切削性能:涂层刀具的切削速度比未涂层刀具提高2倍以上，并允许更高的进给速度。涂层工具的使用寿命也得到提高。

②通用性强:一个有涂层的工具可以代替几个无涂层的工具。

③涂层厚度:随着涂层厚度的增加，刀具寿命也会增加，但当涂层厚度达到饱和时，刀具寿命不会明显增加。

④再磨性:涂层刀片再磨性差，涂层设备复杂，工艺要求高，涂层时间长。

⑤涂层材料:不同涂层材料的刀具切削性能不同。

5.硬质合金刀具材料

可转位硬质合金刀具是数控加工刀具的主导产品。

①高硬度:硬质合金刀具是由高硬度、高熔点的碳化物(称为硬质相)和金属结合剂(称为粘结相)通过粉末冶金方法制成。它们的硬度为89 ~ 93 HRA，远高于高速钢。在5400℃时，硬度仍可达到82 ~ 87 HRA，与高速钢常温下(83 ~ 86 HRA)相同。

②抗弯强度和韧性:常用硬质合金的抗弯强度在900~1500MPa范围内。金属粘结相含量越高，弯曲强度越高。

6.高速钢刀具

高速钢刀具在强度、韧性和工艺性方面具有优异的综合性能。

高速钢是一种添加钨、钼、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性和工艺性等方面具有优异的综合性能。高速钢在复杂刀具中仍占主导地位，尤其是在刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等复杂刀具中。高速钢刀具容易磨削锋利的刀刃。

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