數控加（jiā）工刀具材料詳解 - 東莞（wǎn）市朗賽德五金工具有（yǒu）限公司

前廣泛應用的數（shù）控加工刀具材料主要有金剛石刀具、立方氮化硼（péng）刀具、陶瓷（cí）刀具、塗層刀具、硬質合金刀具和高（gāo）速鋼刀具等。

切削加工材料種類（lèi）

刀具材料的牌號多，其性（xìng）能相差也很大。如（rú）下表各種刀具材料的主要性能指標。

數控加工用刀（dāo）具材料必須根據所加工的工件和加工性質來選擇。刀具材料的選用應與加工對象合理匹配，切削刀具材（cái）料與加工對象的匹配，主要指二者的力學性能、物理性能和化（huà）學性能相匹配，以獲得最長的刀具壽命和最大的切削加工生產率。

切削（xuē）刀（dāo）具材料（liào）與加（jiā）工對象的力學性能匹配

切削（xuē）刀具（jù）與加工對象（xiàng）的力學性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強度、韌性和硬度等力學性能參數要相匹配。具有不同力學性能的刀具材料所適合加工的工（gōng）件材料有所不同。

① 刀具材料硬度順序為：金剛石刀（dāo）具>立方氮化硼（péng）刀具>陶瓷（cí）刀具（jù）>硬（yìng）質合（hé）金>高速鋼（gāng）。

② 刀具材料的抗彎（wān）強（qiáng）度順序為：高速鋼>硬質合金>陶瓷刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。

③ 刀具材料的韌度大小順序為：高速鋼>硬質合金>立方（fāng）氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。

高硬度的工件材料，必須用更（gèng）高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須高於工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度（dù）越高，其耐磨性就越好。如，硬質合金中含鈷量增多（duō）時，其強度和韌性增加，硬度降低（dī），適合於粗加工；含鈷量減少時，其硬度及耐磨性增加，適合於精加工。

具有優良高溫力學（xué）性能的刀具尤其適合於高速切削加工。陶瓷刀具優良的（de）高溫性能使其能夠以高的速度進行切削，允（yǔn）許的切（qiē）削速度可比硬質合金提（tí）高2～10倍。

切削刀（dāo）具材料與加（jiā）工對象的物理性能匹配

具有不同物理性能的刀具，如，高導熱（rè）和低熔點的高速鋼刀（dāo）具、高熔點（diǎn）和低熱脹的陶瓷刀具、高導熱和低（dī）熱脹的金剛石刀具等，所適合加工的工件材料（liào）有所不同。加（jiā）工導（dǎo）熱性差的工件時，應采（cǎi）用導熱較好的（de）刀具材料，以使切（qiē）削熱（rè）得（dé）以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由於導熱係數及熱擴（kuò）散率高，切削（xuē）熱容易散出，不會產（chǎn）生很（hěn）大的熱變形，這對尺寸精度要求很高的精（jīng）密加工刀具來說尤為重要。

① 各種刀具材料的耐熱溫度：金剛石刀具為700～800℃；PCBN刀具為1300～1500℃；陶瓷刀具為1100～1200℃；TiC(N)基硬質合金為900～1100℃；WC基超細晶粒硬質合金為800～900℃；HSS為600～700℃。

② 各種刀具材料的導熱（rè）係數順序：PCD>PCBN>WC基硬質合金（jīn）>TiC(N)基硬質合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶（táo）瓷。

③ 各種刀具材料的熱脹係數大小順序為（wéi）：HSS>WC基硬質合（hé）金>TiC(N)> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。

④ 各種刀具材料的抗熱震性大小順序為：HSS>WC基硬質合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質（zhì）合金>A1203基（jī）陶瓷。

切削刀具材料與加工對象的化學性能匹配

切（qiē）削刀具材料與加工對（duì）象的化學性能匹配問題主要是指刀具材（cái）料與工件材料化學親和性、化學反應、擴散和溶解（jiě）等化學性能參數要相匹配。材料不同的刀具所適合加工的工件材料有所不同。

① 各種刀具材（cái）料抗粘接（jiē）溫度高低(與鋼)：PCBN>陶瓷>硬質合金>HSS。

② 各種刀具材料抗氧化溫度高低：陶瓷>PCBN>硬質合金（jīn）>金剛石>HSS。

③種刀具（jù）材料的擴（kuò）散強度大小：對（duì）鋼鐵，金剛石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶（táo）瓷；對鈦（tài），A1203基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金剛石。

數控刀具材料的合理選擇

硬（yìng）度和耐磨性

刀具材料（liào）的（de）硬度必須高於工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。一般情況下，刀具材料（liào）的硬度越高，耐（nài）磨性就越好。

強度和韌性

刀具切削部分要承受（shòu）很大的切削力和衝擊力（lì），因此，刀具材料應（yīng）具備較高的強度和（hé）韌性，以便承受切（qiē）削力、衝擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩（bēng）刃。

耐熱性和導（dǎo）熱性

在高溫下刀具仍能保持其硬度和強度，耐熱性越好（hǎo），刀具在高溫時（shí）抗塑性變形的能力、抗磨損的能力也越（yuè）強；導熱（rè）性越（yuè）好（hǎo），切削（xuē）時產生的熱量越容易傳導（dǎo）出去，從而降低切削部分的溫（wēn）度，減輕刀具磨損。

可加工性和經濟性

為便於製造（zào），刀（dāo）具材料應具有良好的可加工性，包括熱加工（gōng）性能、機械加工性能，磨削加工性能等，從而追求高的性價比。

一般而言，PCBN、陶瓷（cí）刀具、塗層（céng）硬（yìng）質合金及TiCN基硬質合金（jīn）刀具適合於鋼鐵等黑色（sè）金屬的數控加工；而PCD刀具適合於對Al、Mg、Cu等有色金屬材料及其合（hé）金和（hé）非金（jīn）屬（shǔ）材料（liào）的加工。下列出了上述刀具材料所適合加（jiā）工的一些工件材料。

數控加工刀具材料詳解