刀具材料及合理选用
四大材料刀具的性能与选择
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。
刀具材料及选用
刀具材料应具有的基本性能
1）硬度-----最基本特性 高硬高温高压下保持几何形状。 最差的碳素工具钢62HRC以上
高速钢63～67 HRC 、硬质合金更硬
2）足够的强度、韧性------承受切削力和抗冲击力 强度用刀具材料的抗弯强度σbb表示，韧性αk。
3）耐磨性和耐热性-----抗磨损、高温下保持高硬度
DX25,UM20,DTU DX3,DTU,UMS
UM40 KG03
KG10,KT9,CR1 KT9,CR1,KG20
KG30,LF12
SIF S10M S25M S35M S60M S10M H15,S25
M HX,S35M
S60M
H15,890 883,HX
ISO分类
P10
P 类
P20 P30
刀具材料选用
高速钢刀具----韧性好，一般做成整体式，数控常用。 主要特征有：淬火温度极高（1200℃）而淬透性极好，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600℃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度高，但压延 性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。
抗弯 强度
1300 1500 1750 1950 2200
抗压 强度
4600 1800 5000 4900 4000
W12MO3Cr4V3CO5Si 、 W6MO5Cr4V2Al 粉末冶金高速钢
刀具材料选用
硬质合金刀具：韧性差，抗弯强度低，很少做成整体式， 一般为镶焊或制成刀片形式。
K类（YG）WC+CO 用于短切屑黑色、有色金属、 非金属脆性材料加工， 如铸铁、青铜等。
P类（YT） WC+TiC 用于塑性好的长切屑黑色金属 加工。
各种刀片用途及钢料
各种刀片用途及钢料刀片是一种常见的切割工具，广泛应用于不同领域，包括日常生活中的厨房刀具、手术刀、行业中的工艺刀具和工业切割工具等。
不同的刀片使用不同的钢材制成，以满足各种不同的应用需求。
以下是几种常见的刀片和它们的用途以及使用的钢料。
1.厨房刀片厨房刀片用于食物的切割和加工，一般分为切菜刀、剁刀、刨刀、水果刀等。
这些刀片通常使用不锈钢制成，因为它具有耐腐蚀性能，不会对食物产生有害物质。
常用的不锈钢材料有420不锈钢、440不锈钢等。
2.医疗手术刀片手术刀片用于医疗领域的手术操作，要求具有尖锐度和消毒性能。
医疗手术刀片一般使用高碳不锈钢材料制成，如17-4PH不锈钢或440C不锈钢。
这些钢材具有高硬度和耐腐蚀性能，适合进行手术操作。
3.工艺刀具工艺刀具广泛应用于手工艺品制作、纸艺、编织、剪纸等领域。
常见的工艺刀具包括割刀、雕刻刀、裁缝剪等。
这些刀片通常使用高碳钢或合金钢制成，提供良好的切削性能和耐磨性。
4.工业切割工具工业切割工具用于工业生产中的金属切削和加工，包括圆锯片、金属刀片、铣刀等。
这些刀片通常使用硬质合金制成，如钨钛合金、维氏硬质合金等。
这些合金钢具有高硬度和耐磨性，可以进行高速切削和长时间使用。
除了上述常见的刀片和钢材，还有一些特殊应用的刀片和钢材。
例如：5.石材切割刀片石材切割刀片用于石材的切割和加工，常见的刀片有连续刀片和分割刀片。
这些刀片通常使用硬质合金制成，以应对石材高硬度和高磨损的特点。
6.纸张切割刀片纸张切割刀片用于印刷和纸加工领域，要求刀片锋利度高且不易磨损。
这些刀片通常使用高速钢制成，因为高速钢具有高硬度和热稳定性。
总体而言，不同的刀片具有不同的用途和要求，因此需要使用不同材料制作以满足需求。
选择适当的刀片和合适的钢材对于切削质量和使用寿命都非常重要。
最适合做刀的材料
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。
刀具材料及选用
钨钴类YG 钨钛钴类YT
用钼Mo/镍Ni/钴Co等将 WC/TiC/TaC粘合烧结而成,耐 热、高硬、但韧性差、加工性 差。HRC80,Vc =（4~10）V高速.
钨钛钽（铌）钴类YW
纯氧化铝类（白色陶瓷） 高硬HRC78 、耐热, 抗弯性差、韧性差，
TiC添加类（黑色陶瓷）
抗冲击能力差，易 崩刃。
63
28
9
76
14
10
82
8
10
75
12
13
68
15
17
密度
10.7 11.9 13.1 12.7 12.5
硬度
1600 1500 1450 1400 1300
抗弯 强度
1300 1500 1750 1950 2200
抗压 强度
4600 1800 5000 4900 4000
弹性 模量
530 540 560 560 520
刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力，因此刀具材料 必须要有足够的强度和韧性，一般用刀具材料的抗弯强度σb表示它的强度 大小，用冲击韧度σk表示其韧性的大小。它们反映刀具材料抵抗脆性断裂 和崩刃的能力
刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力，一般来说，刀具材料的硬度越高， 耐磨性越好；耐热性通常用材料在高温下保持较高硬度的性能来衡量，即红 硬性，耐热性越好，刀具材料在切削过程中抗变形和抗磨损的能力就越强
及 刀 具 的 选
由于高温合金、不锈钢等难加工材料中含有钛，且热导率 低，所以切削温度高，并容易产生冷焊，因而要求刀具中不 含钛，并具有良好的导热性。这说明切削上述难加工材料选 用不含钛的WC-Co合金并采用较低的切削速度较为合适。
用 显然，精加工时宜选用含钴少、硬度高的合金，如YG3或
数控机床刀具的选择
（2）硬质合金（Cemented Carbide）
1)普通硬质合金
①钨钴类（YG）
WC+Co，强度好，硬度和耐磨性较差， 用于加工脆性材料、有色金属和非金属 材料。常用牌号：YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字表示Co的百分含量， Co多 韧性好，用于粗加工； Co少用于精加 工。
2)新型硬质合金 ①钨钛钽（铌）钴类
在YG类中添加 TaC 或 NbC，可提高 高温硬度、强度、耐磨性。用于加工 难切削材料和断续切削。
②通用合金（YW）
在YT类中添加合金，可提高抗 弯强度，冲击韧性，耐热性及高 温强度，抗氧化性等。
（3）新型刀具材料
① 涂层刀具
刀具基体材料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而得到的刀具材 料.
具 装三面刃铣刀
装面铣刀
M
装有扁尾莫氏锥柄刀具
TQW
倾斜式微调镗刀
XDZ
装直角端铣刀
G C 规格
攻螺纹夹头
TQC
倾斜式粗镗刀
XD
装端铣刀
切内槽工具
TZC
直角形粗镗刀
用数字表示工具的规格，其含义随工具不同而异。有些工具该数字为轮廓尺寸D-L；有些工具 该数字表示应用范围。还有表示其他参数值的，如锥度号等。
②钨钛钴类（YT）
TiC+WC+Co类（YT）：常用牌号有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都明显提高，但韧性、抗冲 击振动性差，主要用于加工钢料,不宜加工脆 性材料。含TiC量多，含Co量少，耐磨性好， 适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受 冲击性能好，适合粗加工。
刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬
刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬1、碳素工具钢碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65％～1.35％的优质高碳钢。
用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。
常温硬度60～64HRC。
当切削刃热至200～250℃时，其硬度和耐磨性就会迅速下降，从而丧失切削性能。
碳素工具钢多用于制造低速手用工具，如锉刀、手用锯条等。
2、合金工具钢为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。
常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。
合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近，而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。
但与高速钢相比，合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。
因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。
3、高速钢高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。
高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性，且耐热性和淬透性良好，其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。
高速钢刃磨后切削刃锋利，故又称之为“锋钢”和“白钢”。
高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料，常用来制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。
拉刀、齿轮刀具等。
高速钢按其用途和性能不同，可分普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成分不同，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。
1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。
常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。
① W18Cr4V属钨系高速钢，它具有性能稳定，刃磨及热处理工艺控制方便等优点，但因钨价较高，且使用寿命短故使用较少。
② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，它的碳化物分布均匀，抗弯强度，冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好，但磨削工艺略差。
因其使用寿命长、价格低，故被广泛使用。
2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性、耐磨性。
常用刀具材料的性能及应用
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。
刀具的材料及其应具备的性能
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。
刀具的常用材料及应用
刀具的常用材料及应用
刀具的常用材料包括以下几种：
1. 碳钢：碳钢刀具具有良好的切削性能和强度，常用于制作一般用途的刀具，如菜刀、水果刀等。
2. 高速钢：高速钢刀具在高速切削时能保持较高硬度和耐磨性，常用于制作工具钢刀具，如铣刀、车刀等。
3. 不锈钢：不锈钢刀具具有较好的抗腐蚀性能，常用于制作厨房刀具、医疗器械等。
4. 复合材料：复合材料刀具通常由多种材料层叠组合而成，具有较高的硬度、耐磨性和韧性，常用于高精度切割工艺，如数控刀具等。
5. 陶瓷：陶瓷刀具具有较高的硬度和耐磨性，且不易生锈，常用于切割纤维类材料、蔬菜、水果等。
不同材料的刀具适用于不同的应用场景。
一般来说，碳钢刀具适用于一般切削作业，高速钢刀具适用于高速切削和加工硬度较高的材料，不锈钢刀具适用于需要抗腐蚀性能的场合，复合材料刀具适用于高精度切割工艺，陶瓷刀具适用于切割易破碎的材料。
需要根据具体的应用需求选择合适的刀具材料。
刀具材质选用标准
刀具材质选用标准
在选择刀具材质时，需要考虑以下几个关键因素：
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，以确保刀具具有更好的耐磨性和使用寿命。
通常，刀具材料的硬度要求在60HRC以上。
此外，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好，能够减少刀具磨损和更换的频率。
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。
强度和韧性不足的刀具会在切削过程中出现变形或断裂，影响加工精度和效率。
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。
在切削过程中，刀具会因为摩擦产生高温，因此，耐热性好的材料能够保持刀具的锋利度和加工精度。
4. 抗粘结性
在切削过程中，刀具材料应具备良好的抗粘结性，防止工件材料粘附在刀具上，影响加工精度和刀具寿命。
抗粘结性差的刀具在切削过程中需要经常进行刃磨或更换，增加生产成本。
5. 抗腐蚀性
刀具材料应具有良好的抗腐蚀性，以防止在切削过程中受到工件材料或冷却液的腐蚀。
抗腐蚀性差的刀具会因为腐蚀而失去原有的性能，
需要频繁更换。
综上所述，选择合适的刀具材质需要考虑多个因素，包括硬度、强度和韧性、耐热性、抗粘结性和抗腐蚀性等。
根据不同的加工需求和工件材料，选择适合的刀具材质能够提高加工效率、降低生产成本、并确保加工质量。
刀具性能、材料选用及品牌(好全)
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。
常用刀具及其选择
1-3
10.3.1 刀具几何角度的合理选用
3）具体可参考表
Байду номын сангаас
1-4
2、后角及副后角的选择 1）后角选择 后角选择原则：在粗加工时以确保刀具强度为主， 可在范围内选取；在精加工时以保证加工表面质量为主， 在实际生产中有时在后面上磨出倒棱面，负后角，目的 是为了在切削加工时产生支承作用，增加系统刚性，并 起到消振阻尼作用。
1-6
10.3.1 刀具几何角度的合理选用
3）主、副偏角的选用值
4）过渡刃 过渡刃的选择原则是，普通切削刀具常磨出较小圆 弧过渡刃，以增加刀尖强度和提高耐用度。随着工 件强度和硬度提高，切削用量增大，则过渡刃尺寸 相应加大，一般可取过渡刃偏面，宽度或取圆弧半 kr kr 径，
1-7
s 0 ~ 5
10.3.1 刀具几何角度的合理选用
1-5
10.3.1 刀具几何角度的合理选用
2）副后角的选择 通常将副后角做成与主后角相等。有些刀具（切断刀、 铣刀、拉刀等）的副后角较小，主要用以提高刀具强度。 3、主偏角、副偏角、过渡刃和修光刃 1）主偏角的选择原则：粗加工时选大些，精加工时可选 小些；工件材料强度、硬度高时，主偏角应取小些；工 艺系统刚性好，主偏角应取小些，反之取大些。 2）副偏角 副偏角选择原则：在工艺系统刚度允许的条件下，副偏 角通常取较小值，一般，最大不超过；精加工时，应更 小，必要时可磨出的修光刃。
1-13
10.3.2 常用刀具种类、材料及其选择
为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标 准化，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 刀片材质的选择 车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质 合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。其中 应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质， 主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量 要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。 刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃 长度L。有效切削刃长度与背吃刀量和车刀的主偏角有关（如 图），使用时可查阅有关刀具手册选取。 刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、 切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。
刀具材料及适用范围
世界知名品牌的刀具所采用的刀具材料
世界知名品牌的刀具所采用的刀具材料,性能及趋势。
刃材AUS-8：一种高碳低铬不锈钢，经过长时间证明具有非常优秀的折中特点；既坚硬又坚韧，既不生锈又能保持锋利长久。
ATS-34：日本钢隶属日本钢铁公司生产。
大多数手工刀采用的材料，也是名牌厂家选用之高级不锈钢材料。
ATS-34：也属于高碳钢，其硬度可做到59-61HRC，有些人以为是目前最好的刀刃钢材之一。
另外，美国的154CM钢材与ATS-34等同。
GIN-1：以前也叫G2，是一种低本钱的钢材，稍软于AUS-8。
CPM-T440V：近来被以为是超级制刀钢材，比目前市场上的所有不锈钢都经久耐用，长时间无需磨刀。
SAN MAI III（三层钢）：一种昂贵的日本薄片层压钢材。
高碳含量的坚硬里层作为刀刃的中心层，两边经过回火处理的坚韧弹性层，最终的刀刃集中了良种钢材的特点，品质级佳。
其比AUS-8的坚韧性高25%。
420J：属于低碳钢，坚韧（乃至不易折断），抗冲击，抗侵蚀，能维持适度锋利，易于保养，有很多观赏刀剑用此钢材。
CARBON V：一种纯粹的碳合金钢，冷钢公司在其购买的大量高级碳钢材料中加入少量合金元素增加了这种钢材的坚韧性和持久性，然后依照严格的规格滚轧取得最好的结晶化，使刀刃变的出类拔萃440C：也是目前在高档批量刀具市场上的优质不锈钢其强度及锋利性甚于ATSD2：最近KA-BAR厂采用了D2型钢材，这是一种优质工具钢，硬度59-60HRC，深度冷处置至－120度,两次退火,其长处是坚韧和较长时间的刀刃维持性。
手柄材料鹿角（STAG）：原自野生牡鹿，经火烤之后呈现轻微的烤色，是一种非常优雅的随身小折刀材料。
骨节（BONE）：原自天然的动物骨头，经挑选和加工后通常有特殊纹理，并可染上各类光亮的颜色，如绿色、兰色和黑色等。
是一种最为通用的随身小折刀手柄材料。
G-10：原自玻璃纤维的积层塑胶板。
她是玻璃纤维在树脂中浸泡后再进行紧缩和烘烤而成，质地轻盈而又结实、坚硬，结构纹理为精心印制的格子花。
机床加工中刀具的种类与材料分析和用途
机床加工中刀具的种类与材料分析和用途一般常用车刀材质有下列几种：1高碳钢：高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢，经过淬火硬化后使用，切削中的摩擦四很容易回火软化，被高速钢等其它刀具所取代。
一般仅适合于软金属材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、SK7等。
2高速钢：高速钢为一种钢基合金俗名白车刀，含碳量0.7~0.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co 等合金元素而成。
例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。
高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至6000C，适合转速1000rpm以下及螺纹之车削，一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。
3非铸铁合金刀具：此为钴、铬及钨的合金，因切削加工很难，以铸造成形制造，故又叫超硬铸合金，最具代表者为stellite，其刀具韧性及耐磨性极佳，在8200C温度下其硬度仍不受影响，抗热程度远超出高速钢，适合高速及较深之切削工作。
4烧结碳化刀具：碳化刀具为粉未冶金的产品，碳化钨刀具主要成分为50%~90%钨，并加入钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂，再经加热烧结完成。
碳化刀具的硬度较任何其它材料均高，有最硬高碳钢的三倍，适用于切削较硬金属或石材，因其材质脆硬，故只能制成片状，再焊于较具韧性之刀柄上，如此刀刃钝化或崩裂时，可以更换另一刀口或换新刀片，这种够车刀称为舍弃式车刀。
碳化刀具依国际标准(ISO)其切削性质的不同，分成P、M、K三类，并分别以蓝、黄、红三种颜色来标识：P类适于切削钢材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类，P01为高速精车刀，号码小，耐磨性较高，P50为低速粗车刀，号码大，韧性高，刀柄涂蓝色以识别之。
K类适于切削石材、铸铁等脆硬材料，有K01、K10、K20、K30、K40五类，K01为高速精车刀，K40为低速粗车刀，此类刀柄涂以红色以识别。
M类介于P类与M类之间，适于切削韧性较大的材料如不?等，此类刀柄涂以黄色来识别之。
刀具的种类及适用材料
刀具的种类及适用材料刀具是人类使用最早的工具之一，用来切割、砍、削、割等各种工作。
随着人类文明的发展，刀具的种类及适用材料也不断发展和改进。
以下是对刀具种类及适用材料的详细介绍。
1.刀具的种类：a.通用刀：通用刀主要用于一般的日常切割工作，如厨房刀、水果刀等。
b.厨房刀：厨房刀主要用于切割食材，包括菜刀、剁刀、切菜刀、刮刀等。
c.空气刀：空气刀主要用于清洁、干燥、吹灰等工作，利用高速气流产生冲击和切割效果。
d.花艺刀：花艺刀主要用于修剪鲜花和植物，帮助创造出美丽的花型。
e.果蔬削皮刀：果蔬削皮刀主要用于削去水果和蔬菜的皮，保留其原汁原味。
f.特殊工具刀：特殊工具刀包括电工刀、木工刀、石工刀、军刀等，用于特定行业和工作。
g.生存刀：生存刀主要用于野外生存、徒步旅行等户外活动，具备一定的自卫和生存功能。
2.刀具的适用材料：a.不锈钢刀：不锈钢刀是最常见和普及的刀具材料，它具有耐腐蚀、不易生锈的特点，适用于各种切割工作。
b.高碳钢刀：高碳钢刀具通常具有更高的硬度和耐磨性，适合于需要经常切割和使用的场合。
c.陶瓷刀：陶瓷刀的硬度非常高，在切割时能够保持更久的锋利度，但也更加脆弱，不适合用于切割硬质食材。
d.钛合金刀：钛合金刀具具有优异的耐腐蚀性和抗磨损性能，适用于一些特殊环境和工作。
e.铸铁刀：铸铁刀具通常用于砍伐和割草工作，具有较高的耐用性和强度。
f.大碳素钢刀：大碳素钢刀具具有更高的硬度和强度，适用于一些重型工作，如分切、切割大规模材料等。
g.合金钢刀：合金钢刀具由铁、碳、铬、钼等元素组成，具有更高的耐磨性和强度，适用于高强度的切割工作。
刀具的种类和适用材料各有特点，根据实际需求选择适合的刀具和材料是非常重要的。
不同的工作场合和需求会对刀具的选择提出不同的要求，因此，了解不同种类和适用材料的刀具能够更好地满足实际需求，提高工作效率和质量。
刀具材料与选择
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。
刀具材料的分类和选择
铝高速 钢
常用牌号：W6Mo5Cr4V2Al。铝的加入提高了耐磨性和耐热性，具 有良好的切削性能，耐用度比W18Cr4V大1~4倍，价格低。但是淬 火温度范围窄，氧化脱碳倾向较大，磨削性能较差。
3、粉末冶金高速钢
在用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水,直接得到细 小的高速钢粉末,高温下压制成致密的钢坯,而后锻压成材 或刀具形状。
材。
料
高速钢的分类
按其性能用途不同可分 为
普通高速钢（通用高速钢） 高性能高速钢
刀 具
按其制造工艺方法的不同
熔炼高速钢
材
可分为
粉末冶金高速钢
料
按其化学成分不同可分 为
钨系 钨钼系 钼系
1、普通高速钢
钨系高速钢 W18Cr4V(W18)
刀 具 材 料
钨钼系高速钢 W6Mo5Cr4V2(M2)
有良好的综合性能,在600℃时其高温硬度为HRC48.5, 淬火 时过热倾向小，碳化物含量较高，塑性变形抗力较大。可以 制造各种复杂刀具。但碳化物分布不均匀，影响精加工刀具 的寿命，且强度和韧度不够。另外，热塑性差，不适于制造 热轧刀具。
刀具材料的分类和选 择
本节 教学 内容
第三节 刀具材料
一
刀具材料的性能
二
常用刀具材料
第三节 刀具材料
本节教学要求：
（1）熟知刀具材料应具备的性能和常用刀具材料； （2）了解新型刀具材料。
本节 教学 要求
一、刀具材料的性能
1、高的硬度和耐磨性 2、足够的强度和韧性 3、高的耐热性和化学稳定性 耐热性是指刀具材料在高温下保持高硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
系金属加工。
4）立方氮化硼刀具
刀
具
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.2 常用刀具材料
2.2.1 高速钢刀具材料 高速钢是高速工具钢的简称，是在钢中加入较多的
钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。表2.2列出 了几种常用高速钢的力学性能。
高速钢特点：工艺性好，具有较高的硬度和耐磨性、 良好的耐热性、高的强度和韧性，切削速度高。与硬质合 金及陶瓷相比，一是具有较好的强度韧性；二是具有较好 的制造工艺性。主要用来制造钻头、丝锥、板牙、拉刀、 齿轮刀具和成形刀具等形状复杂的刀具。可加工碳钢、合 金钢、有色金属、铸铁等多种材料。
W9Mo3Cr4V是另一钼系类牌号的普通高速钢，简称 W9，具有较好的抗弯强度、冲击韧度、热塑性、热稳定
第二章 刀具材料及其合理选用4
性和磨削加工性比，表面粗糙度值也小，可用于制造锯 条、钻头、拉刀、铣刀和齿轮刀具等各种刀具；加工钢料 时，刀具寿命比W18和M2都有一定的提高。 （2）高性能高速钢。主要用于加工高温合金、钛合金、 不锈钢、高强度钢等难加工的材料。常见的有以下几种。 ① 高碳高速钢。典型牌是9W18Cr4V，简称9W18，适 合制作耐磨性要求高的铰刀、锪钻和丝锥等刀具，也可用 于切削奥氏体不锈钢。但不能承受大的冲击。 ② 铝高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2Al（简称501） 和W10Mo4Cr4V3Al（简称5F6），其切削性能与M42相 当，刀具寿命比W18高，而价格却相差不多。因含钒量
第二章 刀具材料及其合理选用5
多，其磨削加工性较差，且过热敏感性强，氧化脱碳倾向 较大，使用时要严格掌握热处理工艺。 ③ 钴高速钢。典型牌号是W2Mo9Cr4VCo8，简称M42， 其适合制作加工高温合金、钛合金及其他难加工材料的高 速钢刀具。 ④ 高钒高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V3，简称M3，适 合制作加工硬橡胶、塑料等对刀具磨损严重的刀具材料， 以及低速薄切屑精加工刀具，如拉刀、铰刀和丝锥等。高 钒高速钢具有较长的寿命，其主要缺点是磨削加工性差。 （3）粉末冶金高速钢。是将熔融的高速钢钢水置于保护 气罐中，用高压氩气或纯氮气使其雾化成细小粉末，然后
第二章 刀具材料及其合理选用3
（1）普通高速钢常用的种类如下。 ① 钨系高速钢。典型牌号是W18Cr4V，简称W18。具有 较好的综合性能。适合制作螺纹车刀、成形车刀、拉刀和 齿轮刀具等形状复杂的刀具。但强度和韧性低，不适合制 作大截面的刀具；热塑性较差，不适合制造热成形刀具。 ② 钼系高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2，简称M2，具 有较好的力学性能，适合制作承受较大冲击力的刀具、结 构比较薄弱的刀具和截面较大的刀具、各种热轧刀具和抵 抗冲击的刀具。但热处理易脱碳、易氧化和淬火温度窄等
第二章 刀具材料及其合理选用
2.1 刀具材料应具备的性能及刀具材料的种类
2.1.1 刀具材料应具备的性能 1．高硬度 2．良好的耐磨性 3．足够的强度和韧性 4．高耐热性 5．良好的导热性 6．良好的工艺性和经济性
第二章 刀具材料及其合理选用1
2.1.2 刀具材料的种类 刀具材料从碳素工具钢到今天的硬质合金和超硬材料
的出现，都是随着机床主轴转速提高、功率增大，主轴精 度的提高，机床刚性的增加而逐步发展的。同时由于新的 工程材料不断出现，也对切削刀具材料的发展起到了促进 作用。
目前金属切削加工中应用的刀具材料，碳素工具钢已 基本被淘汰，合金工具钢也很少使用，所使用的刀具材料 主要分为高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金 刚石5类。其主要物理力学性能如表2.1所示。
第二章 刀具材料及其合理选用7
2．硬质合金的种类、牌号、性能及选用 K类相当于钨钴类硬质合金，代号为YG，适用于加
工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，外包装 用红色标志。
P类相当于钨钛钴类硬质合金，代号为YT，适用于加 工长切屑的黑色金属，外包装用蓝色标志。
M类相当于钨钛钽钴类硬质合金，代号为YW，适用 于加工长、短切屑的黑色金属和有色金属，外包装用黄 色标志。常用硬质合金刀具材料的牌号及用途见下表。 （1）钨钴类硬质合金（YG）。常用牌号有YG3X、 YG6 YG6X、YG8等。牌号中的数字表示含钴量的百分比，含 钴量越多，其韧性就越大，抗弯强度就越高，但其硬度和
第二章 刀具材料及其合理选用8
耐磨性则降低。适用于切削铸铁、有色金属及其合金，以 及非金属材料和含Ti元素的不锈钢等工件材料，其中YG3 适用于精加工，YG8适用于粗加工，YG6适用于半精加工 （2）钨钛钴类硬质合金（YT）。常用牌号有YT5、YT15 YT14、YT30。牌号中的数字表示含碳化钛量的百分比， 含碳化钛量越多，其韧性和抗弯强度下降，但其硬度增大 适宜于加工塑性材料，其中YT30适用于精加工钢材，YT5 适用于粗加工塑性较大的材料，YT15适用于半精加工钢材 （3）钨钛钽钴类硬质合金（YW）。是一种既能加工钢， 又能加工铸铁和有色金属及其合金，通用性较好的刀具材 料。常用的牌号有YW1、YW2等。
第二章 刀具材料及其合理选用9
第二章 刀具材料及其合理选用10
③ Al2O3涂层刀片。刀具在高温下切削时宜涂Al2O3。 除上述的单涂层外，还可以采用TiC-TiN、TiC-Al2O3、
TiC-Al2O3-TiN等双涂层或多涂层，其性能优于单涂层。 涂层刀片广泛用于各种钢料、铸铁的精加工和半精加工， 负荷较轻的粗加工。涂层刀具的缺点是刀刃的锋利程度和 抗剥落能力不及未涂层的刀具，所以不宜小进给量加工高 硬度材料和重载切削。
第二章 刀具材料及其合理选用6
将粉末在高温和高压下压制成细密的钢坯，最后将钢坯 锻轧成刀具形状。它具有强度和韧性较高、磨加工性 好、耐磨性好、淬火变形小等优点。适合制作切削难加 工材料的刀具、各种精密刀具和形状复杂的刀具。
2.2.2 硬质合金刀具材料 1．硬质合金的组成和特点
硬质合金是用粉末冶金的方法制成的，它是由高硬 度、高熔点的金属碳化物的微粉和金属黏结剂，在高压 下压制成形，并在1 500℃的高温下烧结而成。能加工包 括淬硬钢在内的多种材料。多用于制造刀片。