1.2　刀具材料

1.2.1　刀具材料应具备的性能

刀具在工作中要承受很大的压力和冲击力。同时，由于切削时产生的工件材料塑性变形以及在刀具、切屑、工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。因此，作为刀具材料应具备以下特性。

①高的硬度。刀具材料必须具备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高的耐磨性。耐磨性是刀具抗磨损的能力。它是刀具材料力学性能、组织结构和化学性能的综合反映。

③足够的强度和韧性。为能承受很大的压力以及冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。一般强度用抗弯强度表示，韧性用冲击值表示。

④高的耐热性。耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。

⑤良好的热物理性能和耐热冲击性。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示，R的定义式为

式中　λ——热导率；

σ_b——抗拉强度；

μ——泊松比；

E——弹性模量；

α——线胀系数。

⑥良好的工艺性。这里指的是锻造性能、热处理性能、高温塑变性能以及磨削加工性能等。

⑦经济性。

1.2.2　刀具材料的种类及性能

（1）碳素工具钢

碳素工具钢最常用的牌号为T12A，其耐热性能很差（200～250℃），允许的切削速度很低，只适宜做手动工具。

（2）合金工具钢

合金工具钢最常用的牌号是9SiCr、CrWMn等，具有较高的耐热性（300～400℃），允许的切削速度较高，耐磨性较好，一般用作板牙、丝锥、铰刀、拉刀等。

（3）高速钢

高速钢的综合性能优良，是应用较多的一种刀具材料，常用的牌号性能和用途见表1.7。

（4）硬质合金

硬质合金是由难熔金属化合物（WC、TiC）和金属黏结剂（如Co）的粉末在高温下烧结而成的。硬质合金是用得较多的一种刀具材料，其应用范围见表1.8。

（5）陶瓷

陶瓷刀具是由氧化铝Al₂O₃和TiC为基本成分在高温下烧结而成。其应用范围见表1.9。

（6）金刚石和立方氮化硼

金刚石具有极高的硬度和耐磨性，是目前已知的最硬的物质，它可以用来加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材料。

立方氮化硼（CBN）是由软的六立氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成的。它具有很高的硬度及耐磨性，热稳定性很好，在1400℃的高温下仍能保持很高的硬度和耐磨性，化学惰性很大，可用于加工淬硬钢和冷硬铸铁等。

金刚石和立方氮化硼刀具的选择见表1.10。

（7）各种刀具材料的性能（见表1.11）