數控加工刀（dāo）具材料詳解（jiě） - 東莞市朗賽德五金（jīn）工具（jù）有限公司

目前廣泛應用的數控加工刀具材料主要有金剛石刀（dāo）具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、塗層刀具、硬質合金刀（dāo）具和高速鋼刀具等。

切削加工（gōng）材料種類

刀具材料的（de）牌號多，其性能相差也很大。如下表各種刀（dāo）具材料的主要性能指標。

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

切削刀具材料與加工對象的力學性能（néng）匹配

切削刀具與加工對象的力學性（xìng）能匹配問題主（zhǔ）要是指刀具（jù）與工件材料的強度、韌性和硬（yìng）度等力學（xué）性能參數要相匹配。具有不同力學性能的刀具材料所（suǒ）適（shì）合加工的工件（jiàn）材料有所不同。

① 刀具材料硬度順序為：金剛石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質合金（jīn）>高（gāo）速鋼。

② 刀具材料的抗彎強度順序（xù）為：高速鋼>硬質合金>陶瓷刀具>金剛石和立（lì）方氮化硼刀具。

③ 刀具材（cái）料的韌（rèn）度大小順序（xù）為：高速鋼>硬質合（hé）金>立方（fāng）氮化硼、金剛石和陶（táo）瓷刀具。

高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須（xū）高於（yú）工件材（cái）料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬質合金中含鈷量增多時，其強度（dù）和韌性增加，硬度降低，適合於粗（cū）加工；含鈷（gǔ）量減少時，其（qí）硬度及耐（nài）磨性增（zēng）加，適合於精加工。

具有（yǒu）優良高（gāo）溫力學性能的刀（dāo）具尤其適合於高速切（qiē）削加工（gōng）。陶瓷刀具優（yōu）良的高溫性能使其能夠以高的速度進行切削，允許的切削速度可（kě）比硬質合金提（tí）高2～10倍。

切削刀具材料與加工對象的物理性能匹配

具有不同物理性能的（de）刀具，如，高導（dǎo）熱和低熔點的高速鋼刀具、高熔點和低熱脹的陶瓷刀具、高導熱和低熱脹的（de）金剛石刀具等，所適合加工的工件材料有所不同。加工導（dǎo）熱性差的工件時，應采用導熱（rè）較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速（sù）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，切削熱容易散出，不會產生（shēng）很大的熱變形，這對尺寸精度要求很高的精密（mì）加工刀具來（lái）說尤為重要。

① 各種刀具材料（liào）的耐熱（rè）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（jī）超細（xì）晶粒硬質合金為800～900℃；HSS為600～700℃。

② 各種刀具（jù）材料的導熱係數順（shùn）序：PCD>PCBN>WC基硬質合金>TiC(N)基（jī）硬質合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。

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

④ 各種刀具材料（liào）的抗熱（rè）震性大（dà）小順序為（wéi）：HSS>WC基硬質合（hé）金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬質（zhì）合金>A1203基陶瓷。

切削（xuē）刀具材料與加工對象的（de）化學性能匹配

切削刀具材料與加工對象的化學性能匹（pǐ）配問題主要是指刀具材料與工件材料化學親和性、化學反應、擴（kuò）散和溶解等（děng）化學性（xìng）能參數要相匹配。材料不（bú）同的刀（dāo）具（jù）所適合加工的工件材料有所不同。

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

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

③種刀具材料的擴散（sàn）強度大小：對鋼鐵，金剛石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶瓷；對鈦，A1203基陶瓷（cí）>PCBN>SiC>Si3N4>金剛（gāng）石。

數（shù）控刀具材料（liào）的合理選擇

硬度和耐磨（mó）性

刀具材（cái）料的硬度必須高（gāo）於工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。一般情況下，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

強度和韌性（xìng）

刀具切削部分要承受很大的（de）切削力和衝擊力，因此，刀具材料應具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、衝擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃。

耐熱性和導熱性

在高溫（wēn）下刀具仍能保持其硬度和強度，耐（nài）熱性越好（hǎo），刀具在高（gāo）溫時抗塑（sù）性變形的（de）能力（lì）、抗（kàng）磨損的能力也越強；導熱性越（yuè）好，切削時產生的熱量越容易傳導出去，從而降低切（qiē）削部分的溫度（dù），減輕刀具磨損。

可加工性和（hé）經濟性（xìng）

為便於製造，刀具（jù）材料（liào）應具有良好的（de）可加工（gōng）性，包括熱加工性能（néng）、機械加工性能，磨削加工性能等，從（cóng）而追（zhuī）求高的性價比。

一般而言，PCBN、陶瓷刀具、塗層硬質合金及TiCN基硬質合金刀具適合於鋼鐵等黑色金屬的數控加（jiā）工；而PCD刀具適合於對Al、Mg、Cu等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的加工。下列出了上述刀（dāo）具材料所適合加工的一些工件材料。

數控加工刀具材料詳解