浅谈机床刀具材料的发展与应用

机加工中刀具材料的应用及发展趋势金属切削加工是现代机械制造工业中一种最基本的加工方法,在其过程中，刀具直接完成切削余量和形成已加工表面的任务，而刀具材料又是决定刀具切削性能的根本因素,它对加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度的影响极大。

就拿切削速度来说,在最初使用碳素工具钢作为刀具材料时,切削速度只有每分钟10米左右；19世纪末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100~５００米;20世纪中叶以后又出现了复合陶瓷、金刚石、CBN超硬刀具材料等,高速钢和硬质合金则发展了许多新品种。

迄今，已使切削速度提高到每分钟一千米以上。

历史事实表明，在切削加工的发展过程中,刀具材料始终是最积极的因素。

同时,被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。

因此,我们应当重视刀具材料的正确选择和合理使用,关注新型刀具材料的研制和发展趋势。

1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:一是高硬度和高耐磨性;二是足够的强度与冲击韧性;三是高耐热性、导热性和小的膨胀系数；四是良好的工艺性和经济性。

2常用刀具材料常用刀具材料有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢)、硬质合金、超硬刀具材料和陶瓷。

碳素工具钢和合金工具钢因其耐热性很差，仅用于手工工具。

陶瓷和超硬刀具材料则由于性质脆、工艺性差及价格昂贵等原因,目前尚在有限的范围内使用。

当今,用得最多的为高速钢和硬质合金, 几乎各占一半。

2．１高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、铬、钒、钼等合金元素的高合金工具钢,有良好的综合性能。

其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。

高速钢的制造工艺简单,容易刃磨成锋利的切削刃,锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中,仍占有主要地位。

２.2硬质合金硬质合金是高强度难溶的金属化合物(主要是WＣ、TｉＣ等,又称高温碳化物）微米级的粉末,用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。

刀具材料的发展主要牌号及用途刀具材料的发展史可以追溯到石器时代。

人类刚开始使用石器作为简单的切割工具，逐渐进化到使用金属材料制作刀具。

随着科学技术的进步，刀具材料的种类和性能也得到了大幅度的提升。

本文将主要介绍刀具材料的发展，以及目前主要的牌号和用途。

一、早期金属材料早期的金属刀具主要由铜、青铜和铁制成。

这些材料相对较软，容易切削，但缺乏足够的耐磨性和刚性。

因此，它们的应用范围受到了限制。

二、高速钢20世纪初，高速钢的出现推动了刀具材料的发展。

高速钢是一种含有较高量的碳素、钨、钼、钴和其他合金元素的优质钢材。

它的硬度高，耐高温，耐磨性强，因此适用于高速切削和高温切削。

高速钢被广泛应用于切削工具、钻头、铣刀等。

三、硬质合金硬质合金是由钨碳化物、钨钛碳化物等粉末与金属粉末压制烧结而成的刀具材料。

它具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于切削和钻孔等工作。

硬质合金广泛应用于铣刀、刀片、钻头、车刀等切削工具。

四、陶瓷材料陶瓷材料一般指氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化锆陶瓷。

陶瓷材料具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温和高速切削条件下保持稳定的切削性能。

陶瓷刀具广泛应用于高速切削、硬质材料加工和精密加工领域。

五、先进刀具材料随着科技的进步，新型的刀具材料不断涌现。

其中，涂层刀具材料是最典型的代表之一、涂层刀具材料通常是将刀具表面涂覆一层纳米级的硬质镀层，如碳化钛、碳化钨、氮化钛等。

这种涂层能够提高刀具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，延长刀具的使用寿命。

涂层刀具广泛应用于高速切削、超精密加工和高温加工等领域。

在不同的切削应用中，对刀具材料的要求也有所不同。

例如，在普通钢加工中，使用高速钢即可满足需求；而在高硬度材料加工或高温环境下，需要使用硬质合金或陶瓷刀具。

总之，刀具材料的发展经历了从早期金属材料、高速钢、硬质合金、陶瓷材料到先进刀具材料的阶段。

刀具材料的改进为现代制造业的发展提供了重要支持，提高了生产效率和产品质量。

机加工中刀具的使用和发展情况摘要：随着材料工业及精密机械工业的发展，精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多，超硬刀具材料的应用日益广泛。

本文通过分析超硬刀具材料的发展状况，对主要品种的应用进行探讨。

关键词：超硬刀具刀具材料金刚石一、超硬刀具材料发展概况超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和cbn(立方氮化硼)。

由于天然金刚石价格比较昂贵，所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(pcd)、聚晶立方氮化硼(pcbn)以及它们的复合材料。

早在20世纪50年代，美国就利用人造金刚石微粉和cbn微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。

之后，南非戴比尔斯(debeem)公司、前苏联和日本也相继研制成功。

20世纪70年代初又推出了金刚石或cbn和硬质合金的复合片，它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层0.5mm～1mm 的pcd或pcbn而成，从而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题，使超硬刀具的应用进入实用阶段。

我国超硬刀具材料的研究与应用开始于上个世纪70年代，并于1970年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂第六砂轮厂，从1970—1990年整整20年中，超硬材料年产量从仅46万克拉增至3500万克拉。

上个世纪90年代前后，不少超硬材料生产专业厂从国外引进成套的超硬材料合成设备及技术，使产量得以迅速提高，至1997年，我国人造金刚石年产量就已达到5亿克拉左右，cbn年产量达800万克拉，跃居世界超硬材料生产大国之首。

金刚石具有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度可达10000hv，是刀具材料中最硬的材料。

同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率高，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量好，能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材(尤其是实心木和胶合板等复合材料)。

中国最早车床刀具汇编摘要：1.中国古代车床刀具的发展历程2.车床刀具的类型及用途3.车床刀具的制作工艺与材料4.车床刀具在古代制造业中的重要地位5.车床刀具的传承与发展正文：中国古代车床刀具的发展历程车床刀具在我国历史悠久，可以追溯到新石器时代。

在那时，人们已经开始使用石头和骨头制作简单的刀具。

随着时代的发展，到了青铜器时代，人们开始使用青铜制作刀具。

在战国时期，钢铁冶炼技术逐渐成熟，钢铁刀具开始广泛应用。

秦汉时期，车床技术得到了进一步的发展，出现了专门用于制造刀具的车床。

到了明清时期，车床刀具的制作工艺已经相当成熟，种类和规格也越来越丰富。

车床刀具的类型及用途古代车床刀具有很多种类，如铣刀、钻头、锯片等。

铣刀主要用于铣平表面，钻头用于钻孔，锯片用于切割。

这些刀具在古代制造业中广泛应用，如木材加工、金属加工、玉器加工等。

车床刀具的制作工艺与材料古代车床刀具的制作工艺十分讲究。

首先要选择优质的钢材，经过反复加热、锻打、淬火等过程，使其达到所需的硬度和韧性。

然后进行打磨、开刃等工序，使刀具更加锋利。

最后，对刀具进行装配，确保其与车床的配合无误。

车床刀具在古代制造业中的重要地位在古代，车床刀具在制造业中具有举足轻重的地位。

它们的出现和发展推动了制造业的进步，提高了生产效率。

同时，车床刀具的质量直接关系到产品的质量，因此，刀具制作工匠的地位也相当高。

车床刀具的传承与发展随着现代科技的飞速发展，数控机床等先进设备逐渐取代了传统车床。

然而，古代车床刀具的制作技艺仍然具有很高的历史价值和文化价值。

机床刀具在数控机床中的应用机床刀具在数控机床中起着至关重要的作用。

随着科技的发展和制造业的进步，数控机床已经成为现代工业制造的核心设备。

而机床刀具作为数控机床的重要组成部分，在加工过程中起到了至关重要的作用。

本文将探讨机床刀具在数控机床中的应用。

一、数控机床概述数控机床是利用数控编程语言进行操作的最先进的机床工具。

与传统机床相比，数控机床减少了人工操作的成本和误差，提高了生产效率和加工精度。

数控机床广泛用于航空航天、汽车、家电等制造业领域。

二、机床刀具的分类机床刀具按照不同的功能和形状可以分为多种类型，如钻头、铣刀、车刀等。

根据加工材料的不同，机床刀具可分为高速钢刀具、硬质合金刀具和陶瓷刀具等。

三、机床刀具的应用领域1. 钻床刀具应用钻床刀具是一种用来钻孔的刀具。

在数控机床中，钻床刀具广泛应用于金属加工、木材加工等领域。

数控钻床刀具通过精确的坐标控制和自动进给装置，能够进行复杂的孔加工，提高了工作效率和加工精度。

2. 铣床刀具应用铣床刀具是用来进行铣削加工的刀具。

数控铣床刀具通过数控系统的指令，能够实现不同曲线的加工，包括平面铣削、立体铣削等。

铣床刀具在汽车零部件、航空零部件的加工过程中起到了关键作用，能够提高加工的效率和精度。

3.车床刀具应用车床刀具是用来进行车削加工的刀具。

数控车床刀具通过数控系统的控制，能够实现多种车削形式，包括外圆车削、内圆车削、螺纹车削等。

机床刀具在汽车制造、航空航天等领域具有广泛的应用。

四、机床刀具在数控机床中的优势1. 提高加工效率数控机床通过自动化的控制和精确的坐标控制，能够实现复杂的加工操作，大大提高了加工效率。

机床刀具的应用能够满足不同的加工需求，进一步提升了加工效率。

2. 提高加工精度机床刀具的材质和形状的不同，能够满足不同材料的加工需求，提高了加工的精度。

数控机床通过精确的刀具路径和切削参数的控制，能够保证加工零件的尺寸和表面质量的要求。

3. 减少人工成本与传统机床相比，数控机床的自动化程度更高，减少了人工操作的成本。

数控机床刀具材料发展现状及未来趋势分析引言：随着现代制造业的迅速发展和技术进步，数控机床作为制造业的重要设备之一，其刀具材料的发展也成为一个关键领域。

因为刀具材料的质量直接影响数控机床的加工效率和产品质量。

本文将对数控机床刀具材料的发展现状以及未来趋势进行分析和探讨。

一、数控机床刀具材料的发展现状1. 金属刀具材料金属刀具材料是目前数控机床广泛使用的刀具材料之一。

高速钢、硬质合金和陶瓷刀具是金属刀具材料的三个主要类型。

虽然这些材料具有一定的优势，但随着数控机床加工的高效、高速化趋势，金属刀具材料在切削速度、寿命等方面不再满足需求。

2. 复合刀具材料复合刀具材料是在金属刀具材料的基础上进行组合和改进的一种创新材料。

在复合刀具材料中，金属基体中嵌入颗粒增强材料，如金刚石、碳纤维等，以有效提高刀具的硬度和强度。

复合刀具材料不仅具有金属刀具材料的切削性能，还具备了非金属刀具材料的耐磨性和耐高温性能。

3. 涂层刀具材料涂层刀具材料是在刀具表面涂覆一层特殊材料的刀具。

这些材料可以是镀钛、镀铝、碳化钛等。

涂层刀具可以提高刀具的表面硬度、抗磨性和耐高温能力，从而延长刀具的使用寿命。

目前，涂层刀具材料已成为数控机床刀具的主要发展方向之一。

二、数控机床刀具材料的未来趋势1. 新型复合材料的应用随着新型复合材料的不断发展，在数控机床刀具材料中应用新型复合材料将成为未来的发展趋势。

新型复合材料具有高强度、高硬度、低密度等优点，可以提高刀具的切削性能和加工效率。

2. 高温合金的研究和应用高温合金是指在高温环境下仍能保持一定强度和韧性的金属材料。

随着数控机床加工的高速化和高温化趋势，高温合金的研究和应用将成为未来的发展方向。

高温合金具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，可以提高刀具的使用寿命和稳定性。

3. 先进涂层技术的发展随着先进涂层技术的发展，涂层刀具材料将进一步提升性能。

未来的涂层刀具将具备更高的硬度、更好的切削性能和更长的使用寿命。

CNC机床加工中的刀具材料选择与应用近年来，随着数控机床技术的不断发展，CNC机床在各行各业的应用日益广泛。

作为CNC机床中不可或缺的一部分，刀具的材料选择与应用对于工件加工质量、生产效率、刀具寿命等方面都起着至关重要的作用。

本文将围绕CNC机床加工中的刀具材料选择与应用进行探讨。

一、刀具材料的分类在CNC机床加工中，刀具材料主要可分为硬质合金、高速钢、陶瓷刀具、超硬材料等几大类。

1. 硬质合金硬质合金是一种由钨钴合金和硬质金属碳化物制成的刀具材料，具有高硬度、良好的耐磨性和抗冲击性能。

它是目前应用较广泛的刀具材料之一，适用于大多数金属材料的精密加工。

2. 高速钢高速钢是一种含有多种合金元素的刀具材料，具有良好的热硬性和切削性能。

它具有较高的耐磨性和高温强度，适用于高温切削加工，如铸铁、不锈钢等材料。

3. 陶瓷刀具陶瓷刀具是由陶瓷材料制成的刀具，具有高硬度、耐磨性和热稳定性。

它适用于高速切削和干切削加工，如高硬度合金、玻璃纤维增强塑料等难加工材料。

4. 超硬材料超硬材料是一种由金刚石或立方氮化硼制成的刀具材料，具有极高的硬度和热稳定性。

它适用于超硬材料的切削加工，如钛合金、高硬度合金等。

二、刀具材料的选择原则在CNC机床加工中，刀具材料的选择需要考虑以下几个方面的因素：1. 加工材料根据需要加工的材料特性选择刀具材料，例如加工铸铁时可选择高速钢刀具，加工钛合金时可选择超硬材料刀具等。

2. 加工方式根据加工方式选择刀具材料，例如高速切削时可选择陶瓷刀具，干切削时可选择超硬材料刀具等。

3. 切削速度根据切削速度选择刀具材料，例如在高速切削时为了提高刀具寿命和加工效率，可选择高硬度、耐磨性好的刀具材料。

4. 切削力和切削温度根据切削力和切削温度选择刀具材料，例如降低切削力和切削温度可选择具有较好热稳定性的刀具材料。

三、刀具材料的应用案例以下是几种常见刀具材料在CNC机床加工中的应用案例：1. 硬质合金硬质合金刀具主要适用于钢材加工，如机械零件的车削、镗削等，可以提供较高的加工质量和寿命。

刀具的常用材料及应用以刀具的常用材料及应用为标题，我们来探讨一下刀具的材料以及它们在不同领域的应用。

在制造刀具时，常用的材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷和钻石等。

这些材料都有各自的特点和适用范围。

高速钢是一种高强度、高硬度的材料，耐高温、耐磨损。

它在切削工具中应用广泛，如铣刀、齿轮刀、刨刀等。

高速钢的硬度和耐磨性能使得刀具能够在高速切削中保持稳定的切削效果，提高工作效率。

硬质合金是一种由硬质颗粒（如碳化钨）和金属结合相组成的复合材料。

它具有高硬度、高强度和耐磨损的特点。

硬质合金刀具广泛应用于金属切削、石材加工、木工等领域。

例如，硬质合金刀具可用于车削、铣削、钻孔等操作，其耐磨性能能够满足高速切削的要求。

陶瓷材料因其硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性强等特点，也被广泛应用于刀具制造中。

陶瓷刀具常用于高速切削、精密加工等领域。

陶瓷刀具的优点是不易磨损，切削效果好，但由于其脆性较大，容易受到外力冲击而破裂，因此在使用时需要注意避免碰撞。

钻石是目前已知硬度最高的材料，其硬度和耐磨性能使得钻石刀具在切削领域有着独特的应用。

钻石刀具主要用于加工非金属材料，如石材、陶瓷、玻璃等。

其切削效果好且寿命长，能够满足高精度、高效率的要求。

除了以上常用材料，近年来，一些新型的刀具材料也逐渐应用于切削领域。

例如，纳米复合材料、纳米涂层材料等，它们具有优异的机械性能和切削性能，能够提高刀具的使用寿命和切削效率。

刀具的材料选择是根据具体的切削要求和工作环境来确定的。

不同的材料具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。

在未来，随着科技的发展，刀具材料将会不断创新，以满足不断提高的切削要求。

刀具材料在机械加工中的应用研究刀具材料是机械加工中不可或缺的重要材料之一，其影响着机械加工的效率、精度和寿命等多个方面。

随着科技的不断发展和进步，刀具材料的研究和应用也越来越重要。

本文将从刀具材料的种类、性质和应用方面展开讨论。

一、刀具材料的种类常见的刀具材料主要包括高速钢(W18Cr4V)、硬质合金、陶瓷刀具和多晶金刚石刀具等。

1.高速钢高速钢是一种含钨、钼、钴等高合金元素的工具钢，具有较高的硬度和耐磨性，广泛应用于金属切削加工和各种切削工具、刀具等，但其耐热性相对较差，高温下易变形。

2.硬质合金硬质合金是一种由钨钴碳等合金材料制成的刀具材料，具有极高的硬度和抗磨性，适用于加工硬质材料和高速加工，但由于其脆性较大，容易发生断裂和磨损。

3.陶瓷刀具陶瓷刀具是一种由氧化铝等陶瓷材料制成的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，尤其适用于高速切削和精密加工，但由于其脆性较大，通常只适合加工硬度较高的材料。

4.多晶金刚石刀具多晶金刚石刀具是一种由多晶金刚石合成材料制成的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，尤其适用于加工铸造铝合金和有色金属等难切削材料，但其价格较昂贵。

二、刀具材料的性质1.硬度刀具材料的硬度是判断其耐磨性和耐腐蚀性的重要指标，一般来说，硬度越高的刀具材料其耐磨性和耐腐蚀性也越强。

例如，硬质合金的硬度可达到1800HV以上，比钢材高出10倍以上。

2.耐磨性刀具材料的耐磨性是指其在长时间使用过程中的磨损程度，硬度高的刀具材料通常具有较强的耐磨性。

但同时，为了保证刀具材料的切削质量和加工效率，还需要考虑切削刃的磨损状态。

3.韧性刀具材料的韧性是指其在加工过程中的抗变形和抗断裂性能，因为刀具材料在加工过程中通常会受到较大的压力和冲击，所以必须具备较好的韧性，否则容易发生变形或者断裂。

4.耐热性刀具材料的耐热性通常是指其在高温下的机械性能和化学性能，如高温下的硬度下降、膨胀系数增大、氧化和腐蚀等。

选择适合的刀具材料，可以在保证加工精度的同时提高加工效率和降低成本。