刀具材料及合理选用

四大材料刀具的性能与选择刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。

本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。

刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。

就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。

高速钢：活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀，钻油孔用钻头等都为高速钢材料。

硬质合金：YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中，特别是活塞粗加工和半精加工工序。

立方氮化硼：立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。

同时也应用于活塞立体靠模的加工中。

金刚石：金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。

在切削铝合金时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，是目前铝活塞精密加工的理想刀具，已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。

刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。

切削加工时，直接担负切削工作的是刀具的切削部分。

刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。

切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。

正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。

每一品种刀具材料都有其特定的加工范围，只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。

不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别，例如：加工铝活塞时，金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍；YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。

数控刀具材料及选用，再也不用盲目选刀加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。

随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。

一. 刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。

刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。

因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1) 硬度和耐磨性。

刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。

刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

(2) 强度和韧性。

刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。

(3) 耐热性。

刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。

(4) 工艺性能和经济性。

刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。

二.刀具材料的种类、性能、特点、应用1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。

金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。

尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。

可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。

⑴金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002靘，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。

②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauinediamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。

刀具材料与选择第1章、刀具材料与选择一、填空1.在金属切削过程中，刀具切削部分是在高温、高压、和剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。

2.刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。

3.常用的刀具材料分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢及硬质合金四类。

4.碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造低切削速度的切削刀具和手用刀具，如锉刀、手用铰刀、手用丝锥和板牙。

5.普通高速钢的硬度不高、其耐热温度为550～600℃，通常允许的最大切削速度为15～25m/min。

6.制造形状复杂的刀具通常用高速钢材料。

7.普通高速钢按钨、钼质量分为钨系高速钢和钼系高速钢，主要牌号有W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2。

8.硬质合金的主要缺点是抗弯强度、冲击韧度较低、硊性大，因此不耐冲击和振动。

9.硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都高于高速钢，耐热温度可达800～1000℃，切削速度为高速钢的数倍。

10.常用硬质合金分为钨钴类YG 、钨钛类YT 和钨钛钽（铌）类YW 等。

其中YG类适合用于铸铁等脆性工件，YT 类适用于加工钢类等普通塑性工件。

11.各类硬质合金牌号中，含钴量越多，抗冲击越好；含碳化物越多，硬度、耐磨性越高。

粗加工时应选用含钴多的硬质合金刀具。

12.陶瓷刀具材料以氧化铝或复合氧化铝为主要成分。

13.陶瓷材料的优点是高硬度与耐磨性、高耐热性、高化学稳定性及抗粘结性好，一般适用于精加工和半精加工硬材料。

14.超硬刀具材料主要有陶瓷和金刚石、立方氮化硼三种。

15.由于金刚石与铁原子的亲和性强，易使其丧失切削能力，故不宜用于加工铁族材料。

16.金刚石的主要缺点是耐热性差、强度低、脆性大，故对冲击、振动敏感，因而对机床的精度、刚度要求高，一般只适宜作非铁合金的精加工。

二、判断题1.刀具切削部分的材料影响刀具切削性能的好坏。

（√）2.刀具材料硬度越高，强度和韧性越低。

（√）3.刀具材料的工艺性是指可加工性、可磨削性和热处理特征等。

最适合做刀的材料首先，我们需要了解刀具所需具备的基本性能。

刀具在使用过程中需要具备较高的硬度、耐磨性和韧性。

硬度是指材料抵抗外力的能力，耐磨性是指材料在摩擦和磨损作用下的抗性，而韧性则是指材料在受力作用下不易断裂的性能。

因此，最适合做刀的材料应该具备较高的硬度、耐磨性和韧性。

目前，常见的刀具材料主要有碳素钢、不锈钢、合金钢、陶瓷等。

碳素钢是指含有较高碳含量的钢铁，具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差，容易断裂。

不锈钢是一种抗腐蚀性能较好的钢铁，硬度和耐磨性相对较弱。

合金钢是指通过添加合金元素来提高钢铁的性能，既具备较高的硬度和耐磨性，又具有一定的韧性。

而陶瓷则是一种硬度极高的材料，但韧性较差。

综合考虑以上几种材料的性能，我们可以得出结论，合金钢是最适合做刀的材料。

合金钢通过添加合金元素，既能够提高硬度和耐磨性，又能够保持一定的韧性，因此在刀具制造领域得到了广泛应用。

合金钢刀具不仅具有较高的切削性能，而且在使用过程中不易断裂，使用寿命较长，因此深受消费者的青睐。

当然，针对不同的使用场景和需求，还可以选择其他材料来制作刀具。

比如在一些特殊的环境下需要抗腐蚀性能较好的刀具，可以选择不锈钢材料；在一些对刀具硬度要求较高的场合，可以选择碳素钢或陶瓷材料。

因此，在选择刀具材料时，需要根据实际需求来综合考虑材料的硬度、耐磨性和韧性等性能。

综上所述，合金钢是最适合做刀的材料，它具备较高的硬度、耐磨性和韧性，能够满足刀具在使用过程中的各项要求。

当然，在实际选择刀具时，还需要根据具体的使用场景和需求来进行综合考虑，以选择最适合的刀具材料。

希望本文能够帮助大家更好地了解刀具材料的选择，为大家的生产生活提供一些参考。

数控刀具材料及选用技巧归纳数控加工技术自推出以来已得到广泛应用，并逐渐成为了现代制造业的重要基础技术。

数控刀具则是其中的重要组成部分，是数控加工过程中直接参与的切削工具。

为了确保数控加工的准确性和高效性，刀具的材料与选用技巧显得尤为重要。

本文将对数控刀具材料及选用技巧做一些归纳总结。

一、数控刀具的分类及特点1. 按切削方式分类：钻头、铣刀、车刀、螺纹刀等；2. 按材料分类：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、普通钢刀具等；3. 按适用范围分类：铸铁刀具、钣金刀具、铜刀具等。

不同的数控刀具在使用时，具有不同的特点。

如高速钢刀具硬度较低，价格低廉，适合加工较易切削的材料；硬质合金刀具则硬度高、韧性好、适用于切削难加工的材料，但价格较高；陶瓷刀具的硬度最高，耐磨性好，但质量轻，容易折断等。

二、数控刀具材料的选择1. 选择耐磨系数高的材料，如硬质合金刀具与CBN刀片等；2. 选择好维护的材料，如钢铁类材料、碳化钨等；3. 选择体积小、质量轻的材料，能清晰观察加工过程，减小机床负重，如高温陶瓷刀具、钒钛合金刀具等。

在材料选择的过程中，需要综合考虑切削加工的条件、材料特点、成本以及最终的质量要求等因素。

同时还要考虑机床和数控系统的技术参数，以选择适合的刀具材料。

三、数控刀具的选用技巧1. 根据不同切削加工作业选择不同的刀具；2. 根据数控机床的技术参数，避免选择易断裂的刀具；3. 考虑刀具的耐磨性和切削性，以便达到较高的加工效率。

选用数控刀具时，还需要注意一些基础的技巧，如：1.刀具的表面质量是选择刀具的关键因素之一；2. 避免深入切削，从而减少工具磨损；3. 建立合理的数控程序，以充分发挥刀具的潜力。

四、正确保养数控刀具切削刃的钝化往往源于不正确的保养，对其的保养维护是切削刃的使用条件。

下面我们介绍正确的保养技巧。

1. 避免使用含砂粒、粗糙或刮擦物品的清洗方法；2. 分别存放钻、铣、刨等刀具，不要放在一个盒子里；3. 刀具表面应涂上保养油等防锈剂；4. 切削刃失效后，刀具应及时刀磨、选配新刀片。

刀具及切削参数选择在进行切削加工时，刀具及切削参数的选择是非常重要的。

刀具的选择取决于工件的材料、加工方式和所需的加工质量，而切削参数的选择则直接影响到切削效率、加工质量和工具寿命。

下面将详细介绍刀具及切削参数的选择要点。

首先，刀具的选择应根据工件的材料来确定。

不同材料的硬度、耐磨性和塑性等性质会对刀具的选择产生影响。

常用的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。

高速钢刀具适用于切削低硬度的材料，如铸铁、铝等。

硬质合金刀具具有较好的耐磨性和硬度，适用于切削高硬度材料，如钢和钛合金等。

陶瓷刀具具有良好的高温硬度和耐磨性，适用于切削高硬度和高温材料。

其次，根据加工方式来选择刀具的类型。

常见的刀具类型有立铣刀、立铣刀、钻头、螺纹刀和车刀等。

立铣刀适用于平面和立面的铣削加工。

立铣刀适用于开槽和切割加工。

钻头适用于孔加工。

螺纹刀适用于螺纹加工。

车刀适用于车削加工。

再次，切削参数的选择要考虑切削效率、加工质量和刀具寿命的平衡。

常见的切削参数有切削速度、进给速度和切削深度等。

切削速度是刀具切削的线速度，影响切削热的产生和刀具寿命。

一般来说，当工件材料硬度较高时，切削速度应适当降低。

进给速度是工件在单位时间内移动的距离，影响切削力和加工质量。

一般来说，较高的进给速度可以提高切削效率，但过高的进给速度会增加切削力和工具磨损。

切削深度是刀具在每次切割时进入工件的距离，影响切削力和切削热的产生。

较大的切削深度可以提高切削效率，但会增加切削力和工具磨损。

此外，还应考虑冷却润滑剂的选择和使用。

合适的冷却润滑剂可以降低切削热的产生，减小工具磨损，提高加工质量。

综上所述，刀具及切削参数的选择需要考虑工件材料、加工方式和所需加工质量。

合理选择刀具类型和切削参数可以提高切削效率、加工质量和工具寿命。

在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和优化。