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。
刀具的分类和使用
时间：2014年9月12日星期五
一、刀具的分类
切削刀具是用于将毛坯上多余的材料切除，已获得预期的几何形状、尺寸精度和表面质量要求的零件。
1.按应用场合分类，刀具可划分为车刀、钻头、铣刀、铰刀、拉刀、螺纹切
削刀具、齿轮切削刀具等。
2.按到人的数量分类，刀具可分为单刃刀具和多刃刀具。
3.按刀具的结构分类，刀具分为整体式、焊接式、机夹式三类。
4.按刀具的材料分类，高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷和超硬材料刀具。
二、切屑形状的分类
切屑的形状有带状切屑、管状屑、盘旋状切屑、环形螺旋、锥形螺旋切屑、弧形切屑、单元切屑、针行切屑八大类。
三、刀具的材料
1.刀具材料应具备的主要性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、高
耐热性、较好的工艺性能。
2.超硬刀具材料：1.金刚石——金刚石是碳的同素异性体，是目前最硬的物
质。
有天然和人造之分。
金刚石刀具有以下优点：
（1）极高的硬度和耐磨性。
（2）很好的导热性和很低的热膨胀系数。
（3）刀具的切削刃很锋利，刃面的粗糙度很小。
（4）摩擦系数低于其他刀具材料，可减小切削变形、切削力和积屑瘤的产生，从而提高加工精度和减小表面粗糙度。
常用刀具材料分类、特点及应用学校：学院：班级：姓名：学号：目录摘要 (3)一、刀具材料的基本要求 (4)二、常用刀具材料 (6)1.高速钢 (6)2.硬质合金 (9)三、涂层刀具 (12)1.硬质合金 (12)2.CVD Chemical Vapor Deposition (化学气相沉积) (12)3.PVD Physical Vapor Deposition（物理气相沉积） (13)四、金属陶瓷 (15)五、陶瓷 (17)六、立方氮化硼 (19)七、聚晶金刚石 (21)八、牌号 (22)1.车削牌号 (22)2.切断、切槽和螺纹加工牌号 (22)3.铣削牌号 (23)4.钻削牌号 (23)九、参考文献 (24)摘要要使金属切削工序获得满意的效果，切削刀具材料和牌号的选择是重要的考虑因素。
因此必须基本了解每种切削刀具材料及其性能，以便为每一切削应用做出正确选择。
本文旨在对目前常用刀具的材料进行分类，刀具材料的特点及应用进行总结，并根据每种切削刀具材料的性能给出应用建议。
关键词刀具材料分类刀具材料特点刀具材料性能刀具材料应用一、刀具材料的基本要求1.高硬度刀具是从工件上去除材料，所以刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度；刀具材料最低硬度应在60HRC以上；对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度应在62HRC以上；高速钢硬度为63HRC～70HRC；硬质合金刀具硬度为89HRC～93HRC2.高强度与强韧性刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击力；如车削45钢，在背吃刀量ap＝4㎜，进给量f ＝0.5㎜/r的条件下，刀片所承受的切削力达到4000N，可见，刀具材料必须具有较高的强度和较强的韧性；一般刀具材料的韧性用冲击韧度a K表示，反映刀具材料抗脆性和崩刃能力3.较强的耐磨性和耐热性刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。
一般刀具硬度越高，耐磨性越好。
刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好；刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。
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。
