超硬刀具材料的种类-超硬刀具材料特性【常用】

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种高性能的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，被广泛应用于金属加工、木材加工、塑料加工等领域。

它的出现极大地提高了刀具的使用寿命和加工效率，成为现代制造业不可或缺的重要材料。

本文将介绍超硬刀具材料的特性、分类和应用。

首先，超硬刀具材料的主要特性是硬度高、耐磨性好、热稳定性强。

其中，硬度是超硬刀具材料的核心特性，通常超过90HRA，甚至高达94-95HRA。

这种极高的硬度使得超硬刀具材料能够在高速切削时保持刀具的形状稳定，不易变形和磨损。

同时，超硬刀具材料的耐磨性也非常突出，能够在长时间的使用中保持良好的切削性能。

另外，超硬刀具材料还具有很强的热稳定性，能够在高温环境下保持较高的硬度和耐磨性。

其次，超硬刀具材料根据成分和制备工艺的不同，可以分为多种类型，常见的有碳化钨、氮化硅、氧化铝等。

碳化钨是最常见的超硬刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，广泛应用于金属切削加工。

氮化硅是另一种重要的超硬刀具材料，其硬度和耐磨性接近碳化钨，但在高温环境下更为稳定，适用于高速切削和干切削。

氧化铝具有优异的热稳定性和化学稳定性，适用于高速切削和精密加工。

最后，超硬刀具材料在各种加工领域有着广泛的应用。

在金属加工领域，超硬刀具材料被广泛用于车削、铣削、钻削等工艺，能够有效提高加工效率和产品质量。

在木材加工领域，超硬刀具材料能够轻松应对木材的硬度和纤维结构，保持切削表面光洁。

在塑料加工领域，超硬刀具材料能够高效切削各种塑料材料，减少加工粘合和毛刺。

总之，超硬刀具材料以其优异的性能和广泛的应用领域成为现代制造业的重要支撑。

随着科技的不断进步，超硬刀具材料的性能和应用领域还将不断扩展，为制造业的发展带来更多可能性。

超硬材料的性能及其在工业中的应用超硬材料是指硬度高于金刚石的材料，主要由碳化物和氮化物组成。

由于其优异的物理性能和化学性能，超硬材料已经广泛应用于工业领域中，如机械加工、矿山工具、石油钻头、航空航天等。

本文将介绍超硬材料的性能特点和工业中的应用。

一、性能特点超硬材料的主要特点是硬度高、耐磨损、化学惰性等。

其中，硬度高是超硬材料的最突出的性能特点。

超硬块状材料的硬度可以达到87－93 GPa，而且具有极高的磨损和抗腐蚀性能。

其次，超硬材料的化学惰性也是它广泛应用于各种工业领域的原因之一。

这种性质使得超硬材料在极端环境下具有极高的稳定性和耐腐蚀性，比如在油井、矿井、核电站和航空航天等领域中应用广泛。

二、超硬材料在机械加工中的应用超硬材料在金属切削、石材切割、非金属材料的切削等方面均有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1、车刀与铣刀：超硬材料刀具具有极高的硬度和耐磨性，可以用于高速、高切削量和复杂曲面加工，能够提高加工效率和降低成本。

2、铣削板：超硬材料铣削刀片用于高效铣削，可以减少切削力并延长刀具使用寿命。

3、砂轮：超硬材料制成的砂轮可以用于石材的切割和钢铁的磨削。

三、超硬材料在矿山工具中的应用超硬材料在采矿过程中也广泛应用。

主要体现在以下几个方面：1、地质钻探：超硬材料制成的油钻头可以用于非常规油气资源的勘探，具有高渗透和高穿透性的特点。

2、矿山工具：超硬材料制成的矿机采插齿具有高耐磨性和高强度，可以减少矿工的劳动强度和提高采矿效率。

四、超硬材料在其他工业领域中的应用除了上述应用领域外，超硬材料还在其他工业领域中得到广泛应用，特别是在航空航天、新能源和医疗方面。

1、航空航天：超硬材料可以用于制造高温合金和复合材料的切削和磨削工具，以及飞机发动机的零部件和燃烧室等。

2、新能源：超硬材料可以用于制造光伏材料和微电子器件等，提高新能源的效率和可靠性。

3、医疗：超硬材料可以用于制造手术刀片和牙科工具等，具有良好的生物相容性和高精度加工的特点。

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的材料，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

它的出现极大地提高了刀具的使用寿命和加工精度，成为现代制造业不可或缺的重要材料。

本文将从超硬刀具材料的特点、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。

首先，超硬刀具材料的特点是硬度极高。

它通常采用碳化钨、碳化钛等超硬材料制成，硬度可达到HRA90以上，甚至可达到HRA94以上。

这种极高的硬度使得超硬刀具能够在高速切削和重负荷加工中保持其刀具的形状和尺寸稳定，从而保证加工的精度和表面质量。

其次，超硬刀具材料具有极高的耐磨性。

在加工过程中，刀具与工件的摩擦和磨损是不可避免的，而超硬刀具的高硬度和耐磨性使其能够在长时间的加工过程中保持刀具的锋利度和耐用性，大大延长了刀具的使用寿命。

超硬刀具材料广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

在机械加工领域，超硬刀具被广泛应用于高速切削、精密加工和硬质材料加工中，如车削、铣削、钻削等工艺中。

在汽车制造领域，超硬刀具被用于发动机零部件的加工，如气门座、曲轴等零部件的精密加工。

在航空航天领域，超硬刀具被应用于航空发动机叶片、航天器零部件的加工，如复合材料的切削加工等。

超硬刀具材料的发展趋势主要体现在以下几个方面，一是材料的多元化发展，包括不断开发新的超硬材料，提高其硬度和耐磨性，以满足不同加工领域的需求；二是刀具的复合材料化发展，即将超硬材料与其他材料复合，以提高刀具的韧性和抗冲击性；三是数字化、智能化发展，即利用先进的制造技术和智能化加工设备，提高刀具的加工精度和效率。

总之，超硬刀具材料以其极高的硬度和耐磨性，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

随着制造业的不断发展，超硬刀具材料也将不断创新和发展，以满足不同领域的加工需求，推动制造业的进步和发展。

数控车削用刀具的常用分类数控车削是现代制造业中的一种重要加工技术，它的核心就是刀具。

数控车削用刀具是指用于数控车床上进行加工的工具。

根据加工材料的不同，数控车削用刀具可以分为硬质合金刀具、超硬刀具、高速钢刀具、陶瓷刀具等多种类型。

下面，本文将详细介绍数控车削用刀具的常用分类。

1.硬质合金刀具硬质合金刀具是数控车削中使用最为广泛的一种刀具。

它的主要成分是钨、钴、钛等金属元素，具有高硬度、高强度、高耐磨性等优点。

硬质合金刀具的切削速度相对较慢，但具有很好的耐磨性和耐高温性，适用于加工铸铁、钢、不锈钢等材料。

2.超硬刀具超硬刀具是指以金刚石、立方氮化硼等超硬材料为主要刀具材料的刀具。

它具有极高的硬度和耐磨性，可以高速切削各种难加工材料，如铝合金、钛合金、热塑性塑料等。

超硬刀具的切削速度快、切削效率高，但价格昂贵，需要进行精细的加工和保养。

3.高速钢刀具高速钢刀具是一种以高速钢为主要材料的刀具，具有一定的硬度和耐磨性。

它的切削速度相对较快，适用于加工较软的材料，如铝、铜、铁等。

高速钢刀具价格相对便宜，但需要定期进行磨刃和更换。

4.陶瓷刀具陶瓷刀具是指以氧化锆、碳化硅等陶瓷材料为主要材料的刀具。

它具有极高的硬度和耐磨性，可以用于高速切削各种难加工材料，如镁合金、钛合金等。

陶瓷刀具的切削速度快、寿命长，但价格昂贵，需要进行精细的加工和保养。

5.刀柄刀柄是刀具的支撑部分，也是数控车削中的重要组成部分。

根据使用方式的不同，刀柄可以分为直柄、切削柄、内螺纹柄、外螺纹柄等多种类型。

直柄适用于较小的切削力，切削柄适用于较大的切削力，内螺纹柄适用于内孔加工，外螺纹柄适用于外圆加工。

数控车削用刀具的分类有很多种，每种刀具都有其特点和适用范围。

在实际应用中，需要根据加工材料和工件形状等因素选择合适的刀具。

同时，需要注意刀具的保养和更换，以提高加工效率和质量。

五种超硬刀具材料的性能特点分析（下）超硬刀具材料指可用作刀具切削加工的超硬材料。

目前重要可分为两大类:一类是金刚石切削刀具材料；另一类是立方氮化硼切削刀具材料。

目前已经在应用或正在试验中的超硬刀具材料的重要品种有以下五种。

（1）天然和人工合成大单晶金刚石（2）聚晶金刚石（PCD）和聚晶金刚石复合刀片（PDC）（3）CVD金刚石（4）聚晶立方氮化硼（PCBN）（5）CVD立方氮化硼涂层今日接着讲后面三种。

3、CVD金刚石人工合成大单晶金刚石，PCD、PDC均是在高温高压下合成的，而CVD金刚石是在低压下制备的。

含碳气体和氢气的混合物在高不冷不热低于大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子在基体上沉积交互生长成聚晶金刚石（也可以掌控沉积生长条件沉积生长金刚石单晶或准单晶）。

CVD金刚石由于是不含任何金属催化剂的纯金刚石，因此它的热稳定性接近天然金刚石。

同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，CVD聚晶金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面而呈各向同性。

实际上CVD金刚石包括三类：第一种是在适当基体上沉积的CVD 金刚石涂层（包括类金刚石DLC涂层）；第二种是沉积厚度达1mm的无支撑的CVD金刚石厚膜；第三种是在金刚石晶种上外延生长的CVD金刚石单晶膜或准单晶膜。

由于CVD金刚石涂层刀具采纳刀片基体直接置放在CVD沉积腔体中沉积生长而成，它与PCD、PDC刀具相比，具有刀具形状可多而杂、成本低、一片多刀刃等优点。

尽管如此，由于CVD金刚石涂层刀片存在金刚石涂层与基体之间结合强度低以及对有CVD金刚石涂层的刃口进行研磨处理时简单分层剥落的缺陷。

因此，目前在CVD金刚石涂层制备领域的大工作都在致力于对它的讨论。

尽管国外已有CVD金刚石涂层刀具产品推向市场，但到目前为止CVD金刚石涂层的应用市场还不是很大。

恰恰相反，CVD金刚石厚膜可以通过特别的但简便易行的技术钎焊到所要求的基体上。

然而这种钎焊强度远低于PDC材料中金刚石层与硬质合金层之间的结合强度。

随着现代工程材料加工在硬度方面的要求越来越高，刀具的硬度也越来越高了，更多的超硬刀具应用而生。

超硬刀具主要应用于切削种淬硬钢，包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等，或切削各种铁基、镍基、钴基和其他热喷涂(焊)零件。

不过，切割不同的材料会有不同的超硬刀具，所以了解清楚超硬刀具的分类是非常重要的。

(1) PCD金属切削刀具刀具种类：以车刀为例，其它还有铣刀，铰刀，镗刀。

结构形式：此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀具。

式PCD刀具同普通硬质合金焊接刀具结构形式是一样的。

不同的是刃口材质不一样，几何参数不一样，加工对象不一样。

可转位式PCD刀片是在硬质合金可转位刀片上焊接一小块PCD刀坯再经刃磨而成，可装夹在与之对应的高精度刀杆上，进行高效，大批量加工。

随着数控机床、自动生产线的普及，可转位式PCD刀片的使用将越来越广泛，在一定条件下，其刀具耐用度较硬质合金刀具可提高几十倍至几百倍。

刀具几何参数：金刚石切削工具的几何参数一般其前角为0°-5°，后角为5°～12°，其端部有两种，一是圆弧，另一为直线，后者有时称为修光刃，其长度根据被加工材料来选择。

圆弧车刀在切削过程中的调整比较简单，而平刃的调整相对而言是很费时的。

如果应用在高精度的曲面加工中，圆弧的刃磨要求就很严格，它精度的优劣会复印在曲面上。

典型应用有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工采用PCD刀具加工有色金属时，由于金刚石硬度高，表面与金属亲合力小，因此加工尺寸稳定性及表面质量都很好，刀具寿命也较长。

(2) PCD木工刀具PCD木工刀具目前最主要的用途就是加工强化木地板。

在加工强化木地板Al2O3耐磨层时，切削速度可达3,000m/min, ，进给量可达每分钟20米，且加工时噪音小，PCD刀具耐用度是硬质合金刀具的200倍以上，已完全取代硬质合金刀具。

其它PCD木工刀具主要有PCD 锯片和PCD家具成形铣刀等。

常用的超硬刀具材料有哪些金刚石金刚石是目前世界上已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等性能，在有色金属和非金属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，如轿车发动机缸体、缸盖、变速箱和各种活塞等的加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具。

超硬刀具材料_近年来，由于数控机床的普及和数控加工技术的高速发展，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具的应用日渐普及。

金刚石刀具现在和将来都是数控加工中不可缺少的重要刀具。

立方氮化硼(CBN)立方氮化硼是氮化硼的同素异构体，其结构与金刚石相似，硬度高达8000～9000HV，耐热度达1400℃，耐磨性好。

近年来开发的多晶立方氮化硼(PCBN)是在高温高压下将微细的CBN颗粒通过结合相烧结在一起的多晶材料，既能胜任淬硬钢(45~65HRC)、轴承钢(60~64HRC)、高速钢(63~66HRC)、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削加工。

陶瓷刀具陶瓷刀具是最有发展潜力的刀具之一，目前已引起世界工具界的重视。

在工业发达的德国，约70%加工铸件的工序是由陶瓷刀具来完成的，而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%~10%。

超硬刀具材料_由于数控机床、高效无污染切削、被加工材料硬等因素，迫使刀具材料必须更新换代，陶瓷刀具正是顺乎潮流，不断改革创新，在Al2O3陶瓷基体中添加20%~30%的SiC晶液制成晶须增韧陶瓷材料，SiC晶须的作用犹如钢筋混凝土中的钢筋，它能成为阻挡或改变裂纹扩展方向的障碍物，使刀具的韧性大幅度提高，是一种很有发展前途的刀具材料。

为了提高纯氧化铝陶瓷的韧性，加入含量小于10%的金属，构成所谓金属陶瓷，这类刀具材料具有强大的生命力，正以强劲势头向前发展，也许将来会自成一系，成为刀具材料家族新成员。

超硬刀具材料_陶瓷刀具的主要原料是Al2O3、SiO2、碳化物等，它们是地壳中最富足的资源，发展此类刀具不存在原料来源问题。

超硬材料引言超硬材料是一种具有极高硬度和优异耐磨性能的材料。

它们广泛应用于工业领域，如切削、打磨和磨具等。

本文将介绍超硬材料的概念、特性、分类以及主要应用领域。

超硬材料概述超硬材料是指硬度超过金刚石（Mohs硬度10）的材料，主要包括金刚石（Diamond）和立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）两种。

这两种超硬材料具有极高的硬度和较低的热膨胀系数，使它们在高温、高压和恶劣环境下表现出优异的性能。

超硬材料特性1. 极高硬度超硬材料的硬度远远超过其他常见材料，如金属和陶瓷。

金刚石是已知最硬的材料，其硬度为15000-100000MPa，而立方氮化硼的硬度约为9000-10000MPa。

这种超高硬度使得超硬材料在切削和磨削过程中能够抵抗磨损，延长使用寿命。

2. 优异耐磨性由于超硬材料的硬度极高，它们具有出色的耐磨性能。

在切削和磨削应用中，超硬材料的工具能够在长时间的使用中保持刃口的锐利度，从而实现高效切削和精确加工。

3. 低摩擦系数超硬材料的表面光滑度高且摩擦系数低，这使得它们在摩擦副应用中具有优异的性能。

比如，在高速切削和车削过程中，超硬材料的低摩擦系数可以减少摩擦热和磨损，提高加工效率。

4. 耐高温性超硬材料具有优异的耐高温性能，可以在高温环境下保持其硬度和力学性能。

这使得超硬材料在高速切削和磨削中不易软化和失效，适用于高温加工。

超硬材料分类超硬材料可以按照其结构和制备方法进行分类。

1. 金刚石金刚石是一种由碳原子构成的晶体材料，具有良好的导热性和化学惰性。

它可以通过自然生成或化学合成获得。

化学合成的金刚石通常用于工业应用，如切削和打磨。

2. 立方氮化硼立方氮化硼是一种由硼和氮原子组成的晶体材料，具有类似金刚石的结构和性能。

它通常通过高温高压合成方法制备，可用于切削、磨削和磨具等应用。

超硬材料应用领域超硬材料在多个工业领域中得到广泛应用。

1. 切削工具超硬材料可用于制造切削工具，如刀具、刀片和钻头等。

超硬材料刀具超硬材料刀具是一种具有极高硬度和耐磨性的刀具，通常用于加工硬质材料，如金属、陶瓷和复合材料等。

它们在工业生产中扮演着至关重要的角色，能够提高加工效率、延长刀具使用寿命，并且能够实现高精度加工。

本文将介绍超硬材料刀具的特点、应用领域以及发展趋势。

首先，超硬材料刀具的主要特点是硬度高、耐磨性好。

它们通常采用金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成，硬度远远超过普通刀具材料，因此能够在高速、高温、高压等恶劣条件下保持良好的切削性能。

而且，由于其耐磨性好，可以大大延长刀具的使用寿命，减少更换刀具的频率，从而提高生产效率。

其次，超硬材料刀具广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。

在航空航天领域，超硬材料刀具常用于加工高强度、高温合金材料，如钛合金、镍基合金等，能够实现高速、高效的加工。

在汽车制造领域，超硬材料刀具常用于加工发动机缸体、曲轴等零部件，具有较高的加工精度和表面质量。

在模具加工领域，超硬材料刀具常用于加工硬质材料，如冷作模具、热作模具等，能够实现高精度、高效率的加工。

最后，随着科技的不断进步，超硬材料刀具也在不断发展。

未来，超硬材料刀具将更加注重刀具的设计与制造工艺，以满足不同加工需求。

同时，超硬材料刀具将更加注重环保与节能，推动刀具加工技术的可持续发展。

此外，超硬材料刀具还将更加注重智能化与自动化，实现刀具加工的智能化控制与自动化生产，提高生产效率。

综上所述，超硬材料刀具具有硬度高、耐磨性好的特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域，并且在不断发展中。

相信随着科技的不断进步，超硬材料刀具将在工业生产中发挥越来越重要的作用。

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的刀具材料，被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等行业。

本文将介绍超硬刀具材料的定义、性能特点、应用领域和发展趋势。

超硬刀具材料是指硬度超过1500HV的材料，主要由金刚石和立方氮化硼两种材料组成。

其硬度比传统的钢材高出数倍，具有出色的耐磨性和耐高温性能，可用于高速切削、高精度加工等领域。

超硬刀具材料的主要性能特点如下：1. 极高的硬度：超硬刀具材料的硬度远超过传统的钢材，能够抵抗硬物的磨损和切削力的作用，具有长寿命的特点。

2. 优异的耐磨性：超硬刀具材料能够忍受高速摩擦和高温烧结的环境，不易磨损，并且保持精确的切削形状。

3. 良好的热稳定性：超硬刀具材料在高温条件下保持稳定的性能，不易软化和脱落，适用于高温加工环境。

4. 低摩擦系数：超硬刀具材料具有较低的摩擦系数和良好的自润滑性能，能够减少切削时的摩擦和热量，提高切削效率。

超硬刀具材料主要应用于以下领域：1. 机械制造：超硬刀具材料可用于加工硬质合金、陶瓷材料和高硬度不锈钢等难加工材料。

2. 汽车制造：超硬刀具材料用于汽车发动机缸体、缸头、曲轴等零部件的加工，提高加工效率和产品质量。

3. 航空航天：超硬刀具材料适用于加工航空零部件、航天器件和复合材料，提高加工精度和效率。

4. 电子器件：超硬刀具材料可用于加工半导体材料、光纤和硬盘等电子器件的零部件，提高生产效率和质量。

超硬刀具材料的发展趋势主要有以下几个方向：1. 提高硬度和耐磨性：超硬刀具材料的硬度和耐磨性是其关键性能，未来的发展将致力于进一步提高材料的硬度和耐磨性，以满足更严苛的工况需求。

2. 优化材料结构：超硬刀具材料的结构设计对其性能有重要影响，未来的发展将注重优化材料的晶格结构和界面结合方式，提高材料的强度和稳定性。

3. 开发新型材料：除了金刚石和立方氮化硼，未来的发展将尝试开发新型超硬刀具材料，如纳米结构材料和新型陶瓷复合材料等，以满足更多应用领域的需求。

1 概述超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。

随着现代制造业（尤其是汽车制造业）的快速发展，超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。

图1、图2分别为PCD刀具和PCBN 刀具近十几年来全球销售额的增长情况。

至1997 年，PCD刀具年销售额已达2.3亿美元，PCBN刀具年销售额为1.7亿美元。

超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。

图3、图4分别为1995年全球PCD刀具和PCBN 刀具在各应用领域的销量份额。

其中，PCD刀具的60%用于汽车制造业，近30%用于木工刀具(至九十年代末期PCD木工刀具的份额已占到40%)；PCBN 刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工。

近年来，随着CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。

超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。

2 超硬刀具的主要品种及特点(1) PCD金属切削刀具PCD金属切削刀具可利用PCD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。

此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀片。

近年来焊接式PCD刀具中发展较快的品种是带标准刀柄的PCD刀具，如带柄PCD铣刀、PCD镗刀、PCD铰刀等，刀柄型式主要为圆柱柄、锥柄和HSK柄。

这种刀具（尤其是多齿刀具）的特点是切削刃对刀柄的跳动小（如刃长为30mm的HSK柄PCD铣刀的切削刃跳动仅为0.002mm），尤其适合于对各种有色金属零件的成形面、孔、阶梯孔等进行大批量高速加工。

例如，采用铝基体刀盘的PCD高速铣刀（六刃，直径100mm），最高转速可达20,000R/MIN, 以上，切削速度可达7,000M/MIN，适合于汽车零部件的成形面加工。

1 概述超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。

随着现代制造业（尤其是汽车制造业）的快速发展，超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。

图1、图2分别为PCD刀具和PCBN 刀具近十几年来全球销售额的增长情况。

至1997 年，PCD刀具年销售额已达2.3亿美元，PCBN刀具年销售额为1.7亿美元。

超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。

图3、图4分别为1995年全球PCD刀具和PCBN 刀具在各应用领域的销量份额。

其中，PCD刀具的60%用于汽车制造业，近30%用于木工刀具(至九十年代末期PCD木工刀具的份额已占到40%)；PCBN 刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工。

近年来，随着CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。

超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。

2 超硬刀具的主要品种及特点(1) PCD金属切削刀具PCD金属切削刀具可利用PCD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。

此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀片。

近年来焊接式PCD刀具中发展较快的品种是带标准刀柄的PCD刀具，如带柄PCD铣刀、PCD镗刀、PCD铰刀等，刀柄型式主要为圆柱柄、锥柄和HSK柄。

这种刀具（尤其是多齿刀具）的特点是切削刃对刀柄的跳动小（如刃长为30mm的HSK柄PCD铣刀的切削刃跳动仅为0.002mm），尤其适合于对各种有色金属零件的成形面、孔、阶梯孔等进行大批量高速加工。

例如，采用铝基体刀盘的PCD高速铣刀（六刃，直径100mm），最高转速可达20,000R/MIN, 以上，切削速度可达7,000M/MIN，适合于汽车零部件的成形面加工。

超硬材料的分类及属性根据维基百科的定义，Superhard Materials 超硬材料是维氏硬度超过40GPa的材料。

在切磨抛行业，目前使用最广泛的是金刚石和立方氮化硼。

金刚石有天然金刚石和人造金刚石之分，立方氮化硼只能是人造。

人造金刚石是加工业最硬的磨料，已经被广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机械加工等领域。

关于PCD（聚晶金刚石）和PCBN（聚晶立方氮化硼）是材料还是制品的问题，本文认为是材料，具体分类如下：如图1所示，超硬材料只有八个二级分类，没有设置三级分类。

一、Natural Diamond 天然金刚石天然金刚石作为天然磨料的一种，少量存在在自然界。

与磨料一样，也有分级标准和相关的粒度。

Grading System 分级标准：ANSI、FEPA、JIS、ISO、GB/T、Other；Available Size 可供粒度：用户自己填写；Applications 用途：Resin Bonded Abrasives 树脂磨具、Metal Bonded Abrasives 金属磨具、Vitrified Abrasives 陶瓷磨具、Electroplated Products 电镀制品、Lapping/Polishing 自由研磨/抛光、Sawing Tools 锯切工具、Drilling/Milling Tools 钻探钻进工具、Dressing Tools 修整工具、Wire Drawing Dies 拉丝模、Other 其他二、Synthetic Diamond 人造金刚石人造金刚石是超硬材料中使用最为广泛的材料。

本文没有对人造金刚石进一步分类，全部按照属性来区分金刚石。

Type 类型：Mesh 粗料、Micron 细料、Coated & Clad 镀衣、Metal Encapsulated 金属造粒Particle Shape 颗粒形状：Blocky 等积形、Angular 有棱角、Sharp 尖锐的、Irregular 不规则、Other 其他Grading System 分级标准：参考天然金刚石；Available Size可供粒度：用户自己填写；Color 颜色：Light Brown浅棕色、Brown 棕色、Black 黑色、Aqua 浅绿、Green 绿色、Dark Green 墨绿、Light Yellow 淡黄色、Yellow 黄色、Gray 灰色、Colorless 透明、Other 其他Metal Coated 金属镀衣：None 无、Copper 镀铜、Nickel 镀镍、Silver 镀银、Titanium 镀钛、Combo 混合、Other 其他Applications 用途：增加了一个PCD / PDC用途，其余用途参考天然金刚石；类型字段参考了元素六的分类办法。

刀具材料及特点范文刀具是用于切削材料或进行其他加工操作的工具，广泛应用于各个行业和领域。

选择合适的刀具材料对于刀具的性能和寿命至关重要。

以下是一些常见的刀具材料及其特点。

1. 高速钢（High Speed Steel，HSS）高速钢是一种耐磨性和硬度较高的刀具材料。

它具有良好的热硬性，能够在高速切削时保持刀具的硬度和韧性。

高速钢还具有较好的耐热性和耐磨性，适用于切削高硬度的材料和高温环境下的切削。

然而，高速钢的强度相对较低，容易磨损和变形。

2. 硬质合金（Cemented Carbide）硬质合金是由钨碳化物和钴等金属粉末压制烧结而成的材料。

它具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温和高速切削下保持刀具的形状和性能。

硬质合金刀具还具有较好的刚性和耐冲击性，适用于切削硬度较高的材料，如钢、铸铁和不锈钢等。

然而，硬质合金刀具价格较高，容易产生应力集中和晶粒脱落等问题。

3. 陶瓷材料（Ceramic）陶瓷刀具是由氧化铝、氮化硅和碳化硅等陶瓷材料制成。

它具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温环境下进行切削，适用于切削硬度极高的材料，如铸铁和热处理钢等。

陶瓷刀具还具有较好的耐腐蚀性和绝缘性，适用于切削化学性质较差的材料。

然而，陶瓷刀具的脆性较大，容易产生边缘磨损和断裂等问题。

4. 超硬材料（Superhard Materials）超硬材料是指钻石和立方氮化硼等具有超高硬度的材料。

它们具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温和高速切削下保持刀具的形状和性能。

超硬刀具适用于切削硬度极高的材料，如陶瓷、石英和玻璃等。

然而，超硬材料刀具价格昂贵，加工难度大，对于加工材料的要求较高。

5. 钻石镀层（Diamond Coating）钻石镀层是将金刚石微粉涂覆在其他刀具材料表面的一种涂层。

它具有极高的硬度和耐磨性，能够显著提高刀具的切削性能和寿命。

钻石镀层刀具适用于切削硬度极高的材料，如铸铁、热处理钢和黄铜等。

然而，钻石镀层刀具制备难度大，涂层附着力较低，容易脱落和磨损。

超硬刀具材料的选用和使用方法超硬刀具是一种高性能的切削工具，具有硬度高、耐磨性好、切削稳定等特性，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

超硬刀具的选用和使用方法对于提高切削效率、延长刀具寿命具有重要意义。

本文将就超硬刀具材料的选用和使用方法进行说明。

一、超硬刀具材料的选用近年来，随着材料科学技术的进步，超硬刀具的材料种类也越来越多。

目前市场上常见的超硬刀具材料主要包括硬质合金、陶瓷刀具和多晶金刚石。

不同材料具有不同的特点和适用范围，因此在选择超硬刀具材料时需要综合考虑以下因素：1.切削材料：超硬刀具的选择应根据切削材料的硬度、韧性、热稳定性等特性进行匹配。

一般来说，硬质合金适用于切削硬度较低的材料，陶瓷刀具适用于切削硬度较高的材料，而多晶金刚石则适用于切削超硬材料。

2.加工方式：不同的加工方式对刀具的要求也有所不同。

例如，高速切削时需要选择硬质合金或多晶金刚石刀具，而陶瓷刀具则适用于干切削和高速扩孔等特殊加工。

3.切削条件：切削速度、进给量、切削深度等切削条件的选择会直接影响刀具的使用寿命和效率。

因此，在选用超硬刀具时应综合考虑切削条件，选择合适的刀具材料和结构。

二、超硬刀具的使用方法1.刀具装夹：超硬刀具应严格按照规定的装夹要求进行装夹。

刀具和刀杆的匹配度要求高，装夹松紧度要适中，避免刀具松动或变形。

2.切削液的选择：切削液在切削过程中起到冷却、润滑和清洁的作用。

对于不同切削材料和刀具材料，切削液的选择也不同。

一般来说，切削硬质合金可以选择矿物油冷却剂，切削陶瓷和多晶金刚石则可以选择水溶性切削液。

3.切削参数的设定：根据切削材料的特性和切削要求，合理设定切削速度、进给量和切削深度等切削参数。

切削速度过高会导致刀具磨损加剧，而切削速度过低则会影响加工效率。

4.定期检查和维护：使用超硬刀具后，要定期检查刀具的磨损情况和刀具固定装置的紧固度，及时更换磨损过大的刀具，并做好刀具的保养和防锈。

5.切削后的刃口修复：超硬刀具的刃口在使用过程中会磨损，需要进行定期修复。