机加工刀具材料性能说明

数控车床类刀具知识1)刀具材料性能刀具材料不仅是影响刀具切削性能的重要因素，而且它对刀具耐用度、切削用量、生产率、加工成本等有着重要的影响。

因此，在机械加工过程中，不数控车床但要熟悉各种刀具材料的种类、性能和用途，还必须能根据不同的工件和加工条件，对刀具材料进行合理的选择。

切削时，刀具在承受较大压力的同时，还与切屑、工件产生剧烈的摩擦，由此而产生较高的切削温度；在加工余量不均匀和切削断续表面时，加工中心刀具还将受到冲击，产生振动。

为此，刀具切削部分的材料应具备下列基本性能。

①硬度和耐磨性。

刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度，一般情况下，要求其常温硬度在60HRC以上。

通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨损的能力也就越强。

耐磨性还取决于材料的化学成分、显微组织。

刀具材料组织中硬质点的硬度越高，数量越多，晶粒越细，分布越均匀，则耐磨性越好。

此外，刀具材料对工件材料的抗黏附能力越强，耐磨性也越好。

②强度和韧性。

由于切削力、冲击和振动等作用，数控车床刀具材料必须具有足够的抗弯强度和冲击韧性，以避免刀具材料在切削过程中产生断裂和崩刃。

③耐热性与化学稳定性。

耐热性是指刀具材料在高温下保持其硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。

耐热性越好，则允许的切削速度越高，同时抵抗切削刃塑性变形的能力也越强。

化学稳定性是指刀具材料在高温下不易和工件材料、周围介质发生化学反应的能力。

化学稳定性越好，刀具的磨损越慢。

除此之外，刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性。

如工具钢淬火变形要小加工中心，脱碳层要浅及淬透性要好；热轧成形刀具应具有较好的高温塑性等。

(2)常用刀具材料①高速钢。

高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢，有较高的热稳定性，切削温度达500～650~C时仍能进行切削，有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性。

其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、数控车床拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。

刀具材料基本要求及种类代号用途一、刀具材料对切削部分的基本要求1、切削性能方面（1）高硬度和耐磨性好刀具材料应比被切削加工工件材料的硬度高，一般硬度指标均达HRC60以上。

耐磨性是材料抵抗磨损的能力，一般地说，刀具材料硬度愈高则耐磨性愈好。

（2）有足够的强度和韧性强度和韧性是衡量刀具在切削过程中承受各种应力和冲击的能力，一般用抗弯强度和冲击韧度来表示。

（3）有高耐热性和良好的导热性。

2、工艺性能方面有良好的工艺性能如热处理性能好、磨削性能好、热处理工艺性能好、锻造性、焊接性能好。

二、刀具材料的种类、牌号、规格用途和性能1、碳素工具钢是含碳量较高的优质钢。

优点是淬火后硬度较高，可达HRC61～HRC 65,且价格低廉。

缺点是不耐高温，在200℃～250℃即失去原来的硬度，耐磨性差，淬透性差。

用于制造低速手用工具。

如锉刀、锯条、简易冲模剪切刀片等。

常用牌号有T10、T10A、T12、T12A锉刀锯条2、合金工具钢是在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr) 钨(W)锰(Mn)等合金元素，以提高材料的耐热性、耐磨性的韧性。

其淬透性较好，热处理变形小。

淬火硬度可达HRC61～HRC 65,能耐350℃～400 ℃的高温。

可用来制造形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具，如铰刀、拉刀等。

常用牌号有9SiCr、CrWMn等。

铰刀拉刀3、高速钢是含W和Cr较多的合金工具钢。

常用的牌号有W18Cr4V 和W9Cr4V2，能在600 ℃左右的高温下保持硬度，淬火后硬度可达HRC62～HRC65.用来制造形状复杂的特殊刃具，如铣刀、钻头等。

锥柄钻头柱柄钻头立铣刀4、硬质合金主要成分是碳化钨WC和钴Co.硬度可达HRA89～HRA 93.在900℃～1000 ℃内仍能进行正常切削，切削速度比高速钢高4-10倍。

目前国产硬质合金分两类：一类是由WC和Co组成的钨钴类，即K类（YG 类）；一类是由WC、TiC和Co组成的钨钛钴类，即P类（YT类）。

刀具材料的种类范文刀具是人类使用最早的工具之一，用于切割、割断、雕刻、打孔和修整物体。

刀具的性能和寿命取决于使用的材料。

根据不同的需求和应用，刀具材料可以分为以下几类：1. 高速钢（High Speed Steel，HSS）：高速钢是一种常用的刀具材料，具有优异的热强度和耐磨性。

它是一种合金钢，其中包含高的含钨、钼、钴和其他合金元素，以提供高温下的硬度和热稳定性。

这使得高速钢刀具具有抗热软化和抗磨损的能力，适合高速切削和切割。

然而，高速钢刀具的耐磨性相对较差，对硬度和韧性的要求较高。

2. 硬质合金（Cemented Carbide）：硬质合金是由碳化物颗粒（通常是钨碳化物）和金属钴组成的复合材料。

这些颗粒通过钴粉末作为粘合剂固化在一起。

硬质合金刀具的优点是：高硬度、耐磨性强、热稳定性好和尺寸稳定性。

硬质合金刀具通常用于高速切削和大量切削，如机械加工、车削、铣削和钻孔。

3. 陶瓷（Ceramics）：陶瓷刀具是以氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）为主要成分的刀具。

陶瓷刀具具有极高的硬度和抗磨性，使其在高温环境下表现良好。

由于其低热导率和高化学稳定性，陶瓷刀具对于高速切削和切割高硬度材料（如铸铁和高温合金）非常有效。

然而，陶瓷刀具很脆弱，易于断裂。

4. 超硬材料（Superhard Materials）：超硬材料是目前研究的热点之一，包括单晶金刚石（Single Crystal Diamond）和立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）。

单晶金刚石是最硬的材料，具有优异的切削能力和磨削性能，广泛应用于刀具和磨料。

CBN是一种具有类似钻石的物理和化学性质的材料，其硬度仅次于金刚石。

CBN刀具具有优异的磨损抗性和耐热性，尤其适用于加工高硬度材料和淬火钢。

除了以上主要的刀具材料，还有一些特殊材料，根据不同的需求开发和应用，如多金属刀具、金属基复合材料、金刚石涂层等。

这些材料的选择取决于刀具所需的特定性能，例如硬度、耐磨性、耐热性、韧性和成本等。

常用机加工材料在机械加工行业中，材料的选择对于产品的质量和性能有着至关重要的影响。

不同的机加工材料具有不同的特性和适用范围，因此在选择材料时需要根据具体的加工要求和产品功能来进行合理的选择。

下面将介绍一些常用的机加工材料及其特点。

1. 碳钢。

碳钢是一种含碳量较高的合金钢，具有良好的可加工性和强度，常用于一般机械零件的加工。

碳钢的加工性能较好，易于切削和成形，因此在机加工中广泛应用。

然而，碳钢的耐腐蚀性较差，容易受到氧化和腐蚀的影响，因此在一些特殊环境下需要进行表面处理或选择其他材料。

2. 不锈钢。

不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金钢，含有铬元素，能够形成一层致密的氧化膜，防止进一步的腐蚀。

不锈钢具有良好的耐热性和耐磨性，适用于高温和腐蚀性环境下的机械零件制造。

不锈钢的加工性能一般较好，但相对于碳钢来说，硬度较高，切削加工时需要选择合适的刀具和工艺。

3. 铝合金。

铝合金是一种轻质、耐腐蚀的材料，具有良好的导热性和导电性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

铝合金的加工性能较好，易于切削和成形，但硬度较高，需要选择合适的刀具和切削参数进行加工。

此外，铝合金的热膨胀系数较大，加工过程中需要注意加工温度和变形控制。

4. 铜。

铜是一种具有良好导电性和导热性的金属材料，常用于制造电气零件和传热元件。

铜的加工性能较好，易于切削和成形，但硬度较低，切削时容易产生切屑和刀具磨损。

因此在加工铜材料时需要选择合适的切削工艺和刀具。

5. 钛合金。

钛合金是一种具有高强度、耐热性和耐腐蚀性的材料，广泛应用于航空航天和医疗器械等领域。

钛合金的加工性能较差，硬度高、塑性低，切削加工时需要选择合适的刀具和切削参数进行加工，以避免产生过多的切削热和刀具磨损。

总结。

在机加工过程中，材料的选择对产品的质量和性能有着重要的影响。

不同的机加工材料具有不同的特性和加工性能，需要根据具体的加工要求和产品功能来进行合理的选择。

在加工过程中，需要注意选择合适的刀具、切削参数和工艺，以确保产品的加工质量和加工效率。

第一章常用刀具材料介绍一．刀具材料的基本性能在切削过程中，刀具切削部分是在很大的切削力、较高的切削温度及剧烈摩擦等条件下工作的，同时，由于切削余量和工件材质不均匀或切削时形不成带状切屑，还伴随冲击和振动，因此刀具切削部分的材料应具备以下几方面的性能：1．高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，以便切入工件。

一般常温时硬度在60HRC以上,对某些难切除材料，刀具的硬度要求在HRC65以上。

2．高的耐磨性刀具在切削加工中经受剧烈摩擦，要求其磨损要小，通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

3．高的耐热性耐热性（又称红硬性）是指刀具在高温下能够保持其硬度的性能。

它是衡量刀具材料切削性能的主要指标。

4．足够的强度和韧性在切削过程中，刀具要经得起所承受的各种应力和冲击，才能防止刀具的崩刃或脆性断裂。

5．良好的工艺性刀具材料应具备良好的可加工性和垫处理性。

此外，还应考虑到刀具材料的经济性。

经济性差的刀具材料难以推广使用。

二．刀具材料的种类及选用常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料等，其中应用最多的是高速钢和硬质合金。

1.碳素工具钢碳素工具钢是指含碳量为0.65%-1.35%的优质高碳钢，淬火硬度可达HRC60～65。

刀具刃磨时容易达到锋利，价格低廉。

这类钢由于耐热性很差（200-250℃），允许的切削速度很低（V≤10m/min），只适宜做一些低速手动工具，如板牙、手工锯条、锉刀等。

常用的牌号是T7A、T8A……T13A等。

2.合金工具钢合金工具钢是指含铬、钨、硅、锰等合金元素的低碳合金钢。

其碳的质量分数为0.85%-1.5%，合金元素的总质量分数在5%以下。

合金工具钢有较高的耐热性（300-400℃），可以允许有较高的切削速度下工作；此外这类钢淬透性较好，热处理变形小，耐磨性较好，因此可以用于截面积较大要求热处理变形较小，对耐磨性及韧度有一定要求的低速切削刀具，如板牙、丝锥、铰刀、拉刀等。

数控车床刀具材料知识一、刀柄材料及精度刀具材料也分为刀柄材料和刀片材料。

刀柄一般采用45#钢锻造，要求韧性好。

随着数控机床的日益普及，现在对车刀刀柄的公差要求也提高了很多。

这便于数控机床操作人员快速进行换刀，而不必磨刀。

二、刀片材料的硬度刀片在切削加工时，要承受很大的切削力，还要承受切屑变形时产生的高温。

要是刀具能在这样的条件下工作而不致很快地变钝或损坏，保持其切削能力，刀片必须具备足够的硬度，通常刀具材料的硬度都在60HRC以上。

三、刀片材料的耐磨性在通常情况下，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。

刀具材料组织中碳化物越多、颗粒越细、分布越均匀，其耐磨性也越高。

我们肯定是希望刀片的耐磨性，否则刀具工作不了一会儿就变变钝了。

四、刀片材料的强度一般采用刀具材料的抗弯强度表示刀片的强度大小，刀片的强度反应刀片变形能力的强弱。

我们肯定是希望刀片的强度高。

五、刀片材料的韧性一般采用刀具材料的冲击韧度表示刀片韧性的大小。

刀片韧性的大小反映出刀具材料抗脆性断裂和抗崩刃的能力。

六、刀片材料的红热性红热性表示刀片在高温状态下保持其切削性能的能力。

红热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。

另外，刀片材料的导热性也是表示刀具使用性能的一个方面。

导热性越好，切削热越容易释放，刀具抗磨损、抗变形的能力也越强。

七、经济性价格便宜目前，经常使用的刀具材料有高速钢和硬质合金两大类。

随着加工技术的不断发展，一些特种材料，如陶瓷材料和超硬刀具材料（金刚石和立方氮化硼）也得到一定的应用。

后者具有硬度高、抗磨性能好、可以保证较好的加工质量和加工效率等优点，但由于价格等因素的限制，应用范围不如前者高。

数控车床刀具刀具材料的分类一、高速钢高速钢指的是含有较多的钨、铬、钼、钒等合金元素的高合金工具钢。

高速钢按使用用途的不同分为通用型高速钢和高性能高速钢。

1.通用型高速钢通用型高速钢具有一定的硬度（63-66HRC）和耐磨性、较高的强度和韧性。

不同材质刀具切削参数在机械加工中，刀具的选择和切削参数的设置对于生产效率和产品质量具有重要影响。

不同的材料对切削条件有不同的需求，因此了解各种材料的特性并相应地调整切削参数是至关重要的。

本文将探讨几种常见金属材料的刀具切削参数。

一、不锈钢不锈钢具有良好的强度和耐腐蚀性，但相对较硬，切削时需要较高的切削力和适当的冷却。

一般建议使用硬度较高（如高速钢）的刀具，以避免过度磨损。

切削速度应保持在较低水平，进给量也应适当控制。

为了确保良好的冷却效果，通常会使用水基或油基切削液。

二、铝合金铝合金轻便且易于加工，但其易脆性和敏感性使得切削过程需要特别注意。

推荐使用硬质合金或涂层刀具，因为它们能够抵抗铝的氧化作用。

切削速度应控制在中等范围，进给量也需适度降低。

为防止粘刀现象，可以使用乳化油或极压切削油。

三、碳钢碳钢是常用的结构材料，其质地均匀、韧性好。

对于碳钢的切削，可以选择钨钻类刀具，由于其高硬度和高温性能良好，可以有效地进行切削。

切削速度可在中等偏高的范围内，进给量和背吃力矩应适中。

推荐使用润滑性能好的乳化油。

四、钛合金钛合金具有优异的抗腐蚀性和高强度，但也因此而变得异常敏感和脆弱。

钛合金的切削要求非常精确的控制，包括缓慢的切削速度、小直径的切入和切出路径以及充分冷却等。

通常建议使用金刚石涂层的高速钢刀具或者超细颗粒硬质合金涂层刀具，这样可以更好地适应钛合金的高温高压环境。

此外，还需根据实际情况选择合适的冷却剂来减少热变形和提高加工质量。

五、铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性，适合于制造电气元件和其他相关产品。

然而，由于其软性，需要更小的切削力和更大的容屑空间。

一般来说，高速钢或硬质合金刀具都能满足这种材料的切割需求。

切削速度应在低速范围内，进给量也要适当减小。

同时，为了防止过热和粘刀现象，我们推荐使用水溶性切削液。

六、高强度钢高强度钢具有较高的硬度和强度，因此需要更高的切削力和更大的切削深度。

推荐使用硬度较高（如超细颗粒硬质合金）的刀具，并适当提高切削速度和进给量。

3.2.2 加工中心刀具的材料⑴ 高速钢（High Speed Steel）自 1906 年 Taylor 和 White 发明高速钢以来，通过许多改进至今仍被大量使用着，大体上可分为W系和M O系两大类。

其主要特征有：合金元素含量多且结晶颗粒比其他工具钢细，淬火温度极高（12000C）而淬透性极好，可使刀具整体的硬度一致。

回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在6000C仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好，且比硬质合金韧性高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。

因此高速钢刀具仍是数控机床刀具的选择对象之一。

目前国内外应用WM O、WM O AI、WM O C O为主，其中WM O AI是我国所特有的品种。

⑵ 硬质合金（Cemented Carbide）硬质合金是将钨钴类WC，钨钦钴类WC-TiC ，钨钦钽（铌）钴类WC TiC-TaC等硬质碳化物以C O为结合剂烧结而成的物质，于1926年由德国的Krupp公司发明，其主体为WC-C O 系在铸铁、非铁金属和非金属的切削中大显身手。

1929～1931 年前后，TiC以及TaC等添加的复合碳化物系硬质合金在铁系金属的切削中显示出极好的性能，从而使硬质合金得到了很大程度的普及。

按ISO标准，主要以硬质合金的硬度，抗弯强度等指标为依据，将硬质合金刀片材料分为P、M、K三大类，大致如下。

a. WC+Co;K类、YG类b. WC+ TiC+ Co，P类、YT类：c. WC+ TiC+TaC+Co:;M类、YW类。

K类（相当与旧牌号YG）适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如铸铁、淬硬钢，铜铝合金、塑料等。

主要成分为碳化钨和3%～10%的钴，有时还含有少量的碳化钮等添加剂。

P 类（相当与旧牌号YT）适于加工长切屑的黑色金属,如钢，铸钢等。

主要成分为碳化钦、碳化钨和钴（或镍），有时还加人碳化担等添加剂。

M类适于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。

常用刀具材料的性能及应用一、概述刀具材料是指刀具上参与切削部分的材料。

刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状，还要求有相应的刀具材料。

目前广泛应用的刀具材料有高速钢和硬质合金。

二、刀具材料应具备的性能（一）高的硬度和良好的耐磨性（二）高的强度和韧性（三）高的耐热性（四）良好的工艺性总之，刀具应具备的性能主要就这四个方面，当然还有经济性、切削性能的可预测性等要求。

三、常用刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷等。

一）碳素工具钢碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢（含C一般为0.65～1.35%）。

1、常用牌号有T7A、T8A……T13A等2、主要性能淬火后硬度较高，可达HRC61～65；红硬性为200℃～250℃，价格低廉，不耐高温，切削速度因此而不能提高，允许切削速度VC≤10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、锯条、锉等。

二）合金工具钢在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr）、钨（W）、锰（Mn）等合金元素，能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性，同时还可以减少热处理时的变形。

1、主要牌号有9SiCr CrWMn2、主要性能淬火后的硬度可达HRC61～65，红硬性为300℃～400℃，允许切削速度Vc=10～15m/min,制作低速、形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具。

如板牙、拉刀、手用铰刀（孔的精加工）等。

三）高速钢高速钢是一种高合金工具钢，钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素。

(一) 高速钢的性能：具有较高的强度和韧性；良好的耐磨性；红硬性为600℃；允许切削速度V C=25~30m/min；良好的制造工艺性；可获得锋利的刀刃（锋钢之称）；加工范围较大(铸铁、有色金属、钢)。

（二）高速钢的分类钨系高速钢：W18C r4V (最常用，刃磨性好)普通高速钢钼系高速钢：W6M O5C r4V2高速钢高碳高速钢：95W18C r4V (含C量为0.95%)高钒高速钢：W6M O5C r4V3 (提高耐磨性)高性能高速钢钴高速钢：W6M O5C r4V2C O8铝高速钢：W6M O5C r4V2A l四）硬质合金硬质合金= 硬质相（TiC或WC）+粘结相（Co、Ni、Mo等，其中Co比较常用）上图为各种硬质合金刀头（一）主要性能1）常温硬度HRC74~81.5，红硬性800℃~1000℃，耐磨性优良；2）允许切削速度V C=100m/min以上，最高不能超过200m/min；硬质合金3）脆性较大，怕冲击和振动。

常用刀具材料的种类及其特性碳素工具钢优点：碳素工具钢生产成本较低，原材料来源方便；易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度；在工作受热不高的情况下，耐磨性也较好。

缺点：淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。

常用牌号：T7、T8、T8Mn、T10、T11、T12。

应用：碳含量较低的T7钢具有良好的韧性，但耐磨性不高，适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具，如木工工具、镰刀、凿子、锤子等。

T8钢具有较好的韧性和较高的硬度，适于制作冲头、剪刀，也可制作木工工具。

锰含量较高的T8Mn钢淬透性较好，适于制作断口较大的木工工具、煤矿用凿、石工凿和要求变形小的手锯条、横纹锉刀。

T10钢耐磨性较好，应用范围较广，适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具，以及冷冲模具和测量工具，如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、拉丝模、刻纹凿子、卡尺和塞规等。

T12钢硬度高、耐磨性好，但是韧性低，可以用于制作不受冲击的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具，如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙和千分尺等。

T13钢是碳素工具钢中碳含量最高的钢种，其硬度极高，但韧性低，不能承受冲击载荷，只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具，如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。

高速钢优点：避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。

高速钢强度、韧性均好，刃磨后切削刃锋利，质量稳定强度较好，可磨性好，可用普通钢玉砂轮磨削。

缺点：价格高，耐热性中等，热塑性差。

主要种类：高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在0.70～1.65%之间。

含合金元素量较多，总量可达10～25%。

按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢（含钨9～18%）；②钨钼系高速钢（含钨5～12%,含钼2～6%）；③高钼系高速钢（含钨0～2%,含钼5～10%）；④钒高速钢，按含钒量的不同又分一般含钒量（含钒1～2%)和高含钒量(含钒2.5～5%)的高速钢；⑤钴高速钢（含钴5～10%）。

第一章常用刀具材料介绍一．刀具材料的基本性能在切削过程中，刀具切削部分是在很大的切削力、较高的切削温度及剧烈摩擦等条件下工作的，同时，由于切削余量和工件材质不均匀或切削时形不成带状切屑，还伴随冲击和振动，因此刀具切削部分的材料应具备以下几方面的性能：1．高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，以便切入工件。

一般常温时硬度在60HRC以上,对某些难切除材料，刀具的硬度要求在HRC65以上。

2．高的耐磨性刀具在切削加工中经受剧烈摩擦，要求其磨损要小，通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

3．高的耐热性耐热性（又称红硬性）是指刀具在高温下能够保持其硬度的性能。

它是衡量刀具材料切削性能的主要指标。

4．足够的强度和韧性在切削过程中，刀具要经得起所承受的各种应力和冲击，才能防止刀具的崩刃或脆性断裂。

5．良好的工艺性刀具材料应具备良好的可加工性和垫处理性。

此外，还应考虑到刀具材料的经济性。

经济性差的刀具材料难以推广使用。

二．刀具材料的种类及选用常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料等，其中应用最多的是高速钢和硬质合金。

1.碳素工具钢碳素工具钢是指含碳量为0.65%-1.35%的优质高碳钢，淬火硬度可达HRC60～65。

刀具刃磨时容易达到锋利，价格低廉。

这类钢由于耐热性很差（200-250℃），允许的切削速度很低（V≤10m/min），只适宜做一些低速手动工具，如板牙、手工锯条、锉刀等。

常用的牌号是T7A、T8A……T13A等。

2.合金工具钢合金工具钢是指含铬、钨、硅、锰等合金元素的低碳合金钢。

其碳的质量分数为0.85%-1.5%，合金元素的总质量分数在5%以下。

合金工具钢有较高的耐热性（300-400℃），可以允许有较高的切削速度下工作；此外这类钢淬透性较好，热处理变形小，耐磨性较好，因此可以用于截面积较大要求热处理变形较小，对耐磨性及韧度有一定要求的低速切削刀具，如板牙、丝锥、铰刀、拉刀等。

刀具的材料及其应具备的性能刀具是一种用于切割、加工、修整和雕刻物体的工具。

不同的刀具需要具备不同的性能来满足其特定的用途。

刀具的性能主要与其材料有关，下面将介绍几种常见的刀具材料以及它们应具备的性能。

1. 碳钢（Carbon Steel）：碳钢是最常见的刀具材料之一，由含有约0.6-1.5%的碳和其他合金元素组成。

碳钢具有下列性能：-高硬度：碳钢具有较高的硬度，使其能够保持边缘的锋利性。

-良好的切削性能：碳钢能够轻松切削不同的材料，如木材、塑料和金属等。

-易锻造和加工：碳钢易于锻造和加工成各种形状和尺寸的刀具。

-容易锈蚀：碳钢容易受潮气的侵蚀，所以需要定期保养和防锈处理。

2. 不锈钢（Stainless Steel）：不锈钢是含有铬和其他合金元素的钢材，具有以下性能：-抗腐蚀性：不锈钢具有较强的耐腐蚀能力，能够在潮湿和酸性环境下保持刀具的品质。

-高硬度：通过添加其他合金元素，不锈钢能够提高其硬度，使刀具更耐磨损。

-容易磨削：不锈钢容易磨削成锋利的边缘，保持切削效果。

-昂贵：不锈钢价格较高，通常比碳钢刀具更昂贵。

3. 高速钢（High-Speed Steel）：高速钢是一种特殊的钢材，其中添加了钨、钼、钴、铬等合金元素，具有如下性能：-高硬度和耐磨性：高速钢具有较高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和切割工具。

-耐高温性：高速钢可以工作在高温下而不失去硬度，适用于高温切割和冷剪切。

-良好的韧性：高速钢具有较好的韧性，能够承受较大的冲击和压力，不易折断。

此外，还有一些刀具常用的材料，如陶瓷、金刚石和刚玉等，它们具有特殊的性能和用途，适用于特定的切削和加工需求。

总的来说，刀具的材料应具备一定的硬度、切削性能、耐磨损性和耐腐蚀性，以保持刀具的长期使用寿命和工作效率。

不同材料的刀具适用于不同的工艺和材料，用户在选择刀具时应根据具体需求和应用场景来进行选择。

同时，对于不同材料的刀具，还需要注意保养和维护，以延长其使用寿命。

刀具材料应具备的性能及常用材料刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。

使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度提高到每分钟一千米以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。

一刀具材料应具备的性能性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。

刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。

高硬度和高耐磨性刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。

刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。

足够的强度与冲击韧性强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。

一般用抗弯强度来表示。

冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。

硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。

高耐热性耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。

它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。

良好的工艺性和经济性为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。

当然在制造和选用时应综合考虑经济性。

当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。

因此在选用时一定要综合考虑。

二常用刀具材料常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。

高速钢高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。

刀具性能、材料选用及品牌在切削过程中，刀具担负着切除工件上多余金属以形成已加工表面的任务。

刀具的切削性能好坏，取决于刀具切削部分的材料、几何参数以及结构的合理性等。

刀具材料对刀具寿命、加工生产效率、加工质量以及加工成本都有很大影响，因此必须合理选择。

刀具材料性能刀具材料应具备的性能刀具在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲击和振动，因此刀具材料必须具备以下性能：1．高的硬度和耐磨性刀具应具备高的硬度和耐磨性。

一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

其常温硬度一般要求大于60HRC。

2．足够的强度和韧性为承受切削负荷、振动和冲击，刀具材料必须具备足够的强度和韧性。

3．高的热稳定性刀具在高温下工作，要求刀具材料具备高的热稳定性，也称高的耐热性。

即刀具材料在高温下硬度、耐磨性、强度和韧性变化很小，仍能保持正常切削。

4．良好的物理特性即刀具材料具备良好的导热性、大的热容量以及优良的热冲击性能。

5．良好的工艺性即刀具材料应具备良好的锻造性、机械加工性和热处理性。

除此之外，要求刀具材料经济性要好。

1)高硬度。

常温硬度在HRC60以上。

2)足够的强度和韧性。

抗弯强度足够，抵抗冲击振动的韧性足够。

3)高耐磨性。

抵抗磨损能力高，保持刀刃锋利。

4)高热硬性。

高温下保持高的硬度。

5)良好的工艺性。

便于刀具制造和热处理。

刀具材料种类用刀具材料分为：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金刚石及立方氮化硼等）(A)普通刀具材料(a)、碳素工具钢含碳量：0.7％～1.3％，硬度：HRC61～65，热硬性：200～250℃，速度：0.1～0.2m/s。

淬火后易变形和开裂，适用于简单、低速的手工工具，如锉刀、锯条、刮刀等。

常用牌号：T10A、T12A。

(b)、合金工具钢碳素工具钢中加入适量的铬(Cr)、钨(W)、锰(Mn)、硅（Si）等合金元素，提高材料的热硬性、耐磨性和韧性。

硬度：HRC61～65，热硬性：300～350℃，速度：0.25～0.3m/s。

CNC机床加工中的刀具材料选择与刀具性能在CNC机床加工中，刀具材料的选择和刀具性能发挥着至关重要的作用。

正确选择刀具材料可以提高切削效率、延长刀具寿命，而刀具性能的优劣也直接影响加工质量和成本。

因此，针对不同的加工需求和工件材料，正确选择刀具材料，并了解刀具性能指标十分必要。

下面将从刀具材料的分类和特点、刀具性能指标以及刀具材料选择的注意事项等方面进行论述。

一、刀具材料的分类和特点1. 高速钢刀具高速钢是常见的刀具材料之一，具有良好的硬度和耐磨性，适用于加工较低硬度的材料。

高速钢刀具还具有较好的韧性和可加工性，广泛应用于常规车削、铣削和钻孔等加工操作中。

然而，高速钢刀具的耐热性和刚性相对较低，不适用于高速、高温的加工环境。

2. 硬质合金刀具硬质合金刀具由高硬度的金属碳化物和粘结相组成，具有较高的硬度、耐磨性和耐热性。

因此，硬质合金刀具适用于加工硬度较高的金属材料，如钢、铸铁和合金钢等。

硬质合金刀具的耐热性较好，可以在高速、高温的加工环境下工作。

然而，硬质合金刀具的脆性较大，容易断裂，因此在加工时需要注意避免过量切削和碰撞。

3. 陶瓷刀具陶瓷刀具由氧化物和非氧化物陶瓷材料制成，具有极高的硬度和耐磨性，适用于加工硬度极高的材料，如铸造铁、铸钢和钛合金等。

陶瓷刀具还具有良好的耐热性和耐腐蚀性，可以在高速、高温和腐蚀性环境下工作。

然而，陶瓷刀具的韧性和抗冲击性较差，容易破碎，因此在使用时需要注意避免碰撞和过量切削。

二、刀具性能指标1. 切削力切削力是指刀具在切削过程中受到的力的大小，也是评价刀具性能的重要指标之一。

切削力的大小直接影响加工过程中的功耗和加工质量，因此选择具有较小切削力的刀具能够降低能耗、提高加工效率。

2. 耐磨性刀具在加工过程中会与工件表面接触，产生摩擦和磨损。

耐磨性是指刀具能够承受摩擦和磨损的能力，直接影响刀具的使用寿命。

具有良好耐磨性的刀具能够延长刀具的寿命、降低工具更换频率。

3. 耐热性耐热性是指刀具在高温环境下不易软化和变形的能力。

机床加工中的刀具性能测试与评估随着制造业的发展，机床加工在工业生产中扮演着重要角色。

而机床的刀具作为加工的核心工具，其性能的测试与评估对于提高加工质量和效率至关重要。

本文将探讨机床加工中刀具性能测试与评估的相关内容。

一、刀具性能测试的意义及分类刀具性能测试是为了验证刀具在实际加工中的表现，以评估其性能好坏。

刀具性能测试主要包括耐磨性、切削性、刚性等多个方面。

在实际应用中，可以通过实验室测试、现场测试及观察等方式进行。

1. 耐磨性测试耐磨性是刀具的重要性能之一。

耐磨性测试主要通过摩擦磨损实验来评估刀具在长时间工作过程中的耐磨能力。

借助方式可以进行刀具磨损状态的监测和分析，以便更好地进行刀具性能评估。

2. 切削性测试切削性是指刀具在切削过程中的工作能力和效率。

切削性测试主要通过在实际加工中对刀具的切削力、切削温度、切削负荷等参数进行测量和分析，以评估刀具在工作中是否具备较好的切削性能。

3. 刚性测试刀具的刚性对加工精度和表面质量有着重要影响。

刚性测试主要通过对刀具的振动、刚度等参数进行测量和分析，以评估刀具在加工过程中的刚性表现。

二、刀具性能评估的方法刀具性能评估是通过对刀具在实际工作中的表现进行定量分析，以便得出相应的评估结果。

目前常用的刀具性能评估方法主要包括实验测量、数据分析和模拟仿真等。

1. 实验测量方法实验测量方法是最常用的刀具性能评估方法之一。

通过在实际加工中对刀具的切削力、磨损情况、工件表面质量等参数进行测量和分析，以评估刀具的性能。

2. 数据分析方法数据分析方法是一种基于大量数据统计和分析的评估方法。

通过采集和分析刀具的使用数据，如刀具寿命、加工效率等，从而评估刀具的性能。

3. 模拟仿真方法模拟仿真方法是一种通过计算机模拟和仿真技术来评估刀具性能的方法。

通过建立刀具加工过程的仿真模型，模拟刀具的磨损、切削力等情况，以评估刀具的性能。

三、刀具性能测试与评估的意义和挑战刀具性能测试与评估对于提高加工质量和效率具有重要意义。