刀具材料的性能与选择_
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。
数控刀具材料及选用
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。
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。
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。
刀具材料的种类及选用
属粘结剂在高温条件下烧 结而成 的粉末 冶金 制品。硬质合金的常温 硬度达 ８ ９ － ９ ３ Ｂ Ｒ Ａ ，７ ６ ０ 。时其硬 度为 ７ ７ － ８ ５ Ｈ Ｒ Ａ ，在 ８ ０ ０ － １ ０ ０ ０ ℃时硬 质合金还 能进行 切削。刀具寿命比高速钢刀具高几倍甚至几十倍 。 可加工包括 淬硬钢 在内的多种 材料。但是强度和韧性 比高速钢差 ， 常温 下冲 击韧性仅为高速钢的 １ ／ ８ —１ ／ ３ Ｏ ，因此硬质合金承受切削 振 动和 冲 击 的 能 力 较 差 。 硬 质 合 金 是 常 用 的 刀 具 材 料 之 一 ，常 用 于 制 造 车 刀和 面铣 刀 ， 也 可 以 用 硬 质 合 金 制 造 深 孔 钻 、铰 刀 、拉 刀 和 滚刀。尺寸较小和形状复杂的刀具可 以采用硬质合金制造 。但 是整 体硬质合金刀具的成本较高，其价格 是高速 钢刀具 的 ８ — １ ０倍。 ２ ． ３ 陶瓷 的分类及选用 制作刀具 的陶瓷材料是 以人造化合物 为原料 ，在高压下形成， 在高温下烧结而成的。它有很 高的硬度和耐磨性 ，耐热性 高达 １ ２ ０ ０ ℃ 以上 ，化 学稳 定 性好 ，与 金 属 的亲 和 力 小 ，可 提 高 切 削 速 度 ３ —５ 倍 ，但是 陶瓷 的最大 弱点是抗 弯强度低，冲击韧性差 ，因此主要用 于钢 、铸铁 、有色金属等材料 的精 加工和半精加工 。按成分陶瓷可 分 为 以下 几 种 ： 高纯 氧 化 铝 陶 瓷 、 复 合 氧 化 铝 陶 瓷 、 复 合 氮 化 硅 陶
Байду номын сангаас瓷
３ 涂 层 刀 具 简 述 涂 层刀具是近 ２ Ｏ 年 出 现 的 一 种 新 型 刀 具 材 料 ，是 刀具 发 展 中 的 一 项 重 要 突 破 ，是 解 决 刀 具 材 料 中硬 度 、耐 磨 与 强度 、 韧性 之 间 矛 盾 的 一 个 有 效 措 施 。涂 层 刀 具 是 在 一 些 韧 性 较 好 的硬 质 合金 或 高 速钢刀具基体上， 涂 覆 一 层 耐 磨 性 高 的 难 熔化 金 属化 合物 而 获 得 的 。 常 用 的涂 层 材料 有 Ｔ ｉ Ｃ 、Ｔ ｉ Ｎ和 Ａ １ ２ ０ ３等 。除 上 述单 层 涂层 刀 片外 ，
刀具的材料
表2-1 几种常用高速钢的力学性能
2、硬质合金
用高硬度、难熔的金属碳化物（WC、TiC等）和金属粘结 剂（Co、Ni等）在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。 1）性能、特点及应用 ➢ 常温硬度达89-93HRA，760℃时其硬度为77-85HRA，在 800-1000℃时硬质合金还能进行切削； ➢ 刀具寿命比高速钢刀具高几倍到几十倍； ➢ 强度和韧性比高速钢差，常温下的冲击韧性仅为高速钢的 1/8-1/30，承受切削振动和冲击的能力较差； ➢ 最常用的刀具材料之一，常用于制造车刀和端铣刀，也可用 于制造深孔钻、铰刀、拉刀和滚刀。尺寸较小和形状复杂的 刀具，可采用整体硬质合金制造。 ➢ 整体硬质合金刀具成本高，其价格是高速钢刀具的8-10倍； 可加工包括淬硬钢在内的多种材料。
➢ 制造工艺性好，容易磨出锋利的切削刃，适于制造各类刀 具，尤其适于制造钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀具等形 状复杂的刀具。
2）高速钢分类
高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢； 按制造工艺方法可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。
➢ 普通高速钢 切削硬度的 基本刀具材料，切削普通钢料时的切削速度一般不高于 40~60m/min。
2．立方氮化硼
立方氮化硼（CBN）是由六方氮化硼经高温高压处理转 化而成，其硬度高达，仅次于金刚石。是一种新型刀具材 料，它可耐1300~1500℃的高温，热稳定性好；它的化学 稳定性也很好，即使温度高达1200~1300℃也不与铁产生 化学反应。立方氮化硼能以硬质合金切削铸铁和普通钢的 切削速度对冷硬铸铁、淬硬钢、高温合金等进行加工。
刀具的性能以及刀具材料的选择
刀具的性能以及刀具材料的选择1.刀具材料应具备的性能金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切削相接触，承受很大的切削压力和冲击，并受到工件及切削的剧烈摩擦，产生很高的切削温度。
即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。
因此，刀具切削部分材料应具备以下基本性能。
（1）硬度高刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度。
一般要求刀具材料的常温硬度必须为HRC62以上。
（2）足够的强度和韧性刀具切削部分的材料在切削是承受着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。
（3）耐磨性和耐热性好刀具在切削时承受着剧烈的摩擦，因此刀具材料应具有较高的耐磨性。
刀具材料的耐磨性和耐热性有着密切的关系，其耐热性通常用它在高温下保持高硬度的能力来衡量（热型性）。
耐热性越好，允许的切削速度越高。
（4）导热性好刀具材料的导热性用热导率表示。
热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
（5）具有良好的工艺性和经济性既要求刀具材料本身的可切削性、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且要资源丰富，价格低廉。
常用刀具材料选择普通高速钢W6Mo5Cr4V2（简称M2）属钼系高速钢，碳化物分布均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V，但其磨削性能较差。
碳素工具钢T8A钢为共析钢，淬火加热时容易过热，变形也大，塑性及强度比较低，不宜制造承受冲击较大的工具，但热处理后，具有较高的硬度与耐磨性。
冷作模具钢Cr12MoV高碳、高铬类型莱氏体冷作模具钢，具有良好的淬透性，截面在300——400mm以下仍可完全淬透，且具有很高的耐磨性。
淬火时体积变化小。
其含碳量比Cr12钢低得多，并加入了少量的钼、钒、因此钢的热加工性、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显的改善。
冷作模具钢Cr12Mo1V1 (D2)主要特征：高碳、高铬类型莱氏体冷作模具钢，不特殊要求时钴不作为必加成分。
由于钼和钒比Cr12Mo1V钢高一些，进一步细化钢的组织和晶粒，提高钢的淬透性、强度和韧性，使该钢的综合性能均比Cr12MoV钢好。
什么材料做刀最好
什么材料做刀最好
在选择刀具材料时，我们需要考虑刀具的硬度、耐磨性、韧性以及加工性能等
因素。
不同的材料具有不同的特性，因此在选择刀具材料时需要根据具体的使用环境和需求来进行选择。
下面将介绍几种常见的刀具材料，以及它们的特点和适用范围。
1. 不锈钢。
不锈钢是一种常见的刀具材料，具有良好的耐腐蚀性和韧性。
不锈钢刀具适用
于一般家庭使用和食品加工等场合，但其硬度和耐磨性相对较低，因此不适合用于对刀具硬度要求较高的场合。
2. 高速钢。
高速钢是一种含有较高合金元素的刀具材料，具有优异的硬度和耐磨性。
高速
钢刀具适用于对切削性能要求较高的场合，如金属加工、木工等领域。
然而，高速钢的韧性相对较差，容易产生断裂，因此在使用过程中需要注意刀具的安全性。
3. 刚玉。
刚玉是一种硬度极高的陶瓷材料，具有优异的耐磨性和耐高温性能。
刚玉刀具
适用于对硬度和耐磨性要求极高的场合，如精密加工、磨削加工等领域。
然而，刚玉材料比较脆，容易产生断裂，因此在使用过程中需要小心操作，避免碰撞和摔落。
4. 合金钢。
合金钢是一种含有多种合金元素的刀具材料，具有较高的硬度、耐磨性和韧性。
合金钢刀具适用于对综合性能要求较高的场合，如工业制造、机械加工等领域。
然而，合金钢刀具的价格相对较高，需要根据具体需求进行选择。
综上所述，选择刀具材料时需要根据具体的使用环境和需求来进行选择。
不同的材料具有不同的特点和适用范围，我们需要根据实际情况进行综合考虑，选择最适合的刀具材料。
希望以上内容能够对您有所帮助，谢谢阅读。
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。
刀具材料相关知识最全整理
刀具材料相关知识最全整理一、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，加小编微信Yuki7557获取10G数控教程，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0.002μm，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。
② PCD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(Polycrystauine diamond，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。
PCD原料来源丰富，其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。
硬质合金刀具材料的性能分析及合理化选择
摘要： 从我国刀具产值来看，硬质合金刀具的产量近年持续增长，而高速钢刀具开始呈现下降趋势，硬质合金的进出口量 均显著增长。本文首先介绍了硬质合金刀具材料的性能，论述了硬质合金刀具材料加工的要求与影响因素，最后具体探讨了 硬质合金刀具材料的合理化加工选择： 正确使用硬质合金钻头、选择合理的磨削参数、加强切削刃的制备。
2． 选择合理的磨削参数 在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量 的表现形式。由很高的表面负荷以及切屑沿刀具 前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于 一种极具挑战性的加工环境中。切削力的大小往 往会上下波动，主要取决于不同的加工条件（ 如工 件材料中存在硬质成分，或进行断续切削） 。因此， 为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些 基本特性，包 括 极 好 的 韧 性、耐 磨 性 和 高 硬 度。 尽 管刀具 /工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀 具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度 所需的参数值却十分困难。在选择与工件材料和 加工方式相匹配的刀具基体时，还表现考虑另外 5 种基体特 性———断 裂 韧 性、横 向 断 裂 强 度、抗 压 强 度、硬度和 耐 热 冲 击 性 能。 例 如，如 果 硬 质 合 金 刀 具出现沿切削刃崩刃的现象，就应该选用具有较高 断裂韧性的基体材料。而在刀具出现切削刃直接 失效或破损的情况下，可能采用的解决方案是选用 具有较高横向断裂强度或较高抗压强度的基体材 料。对于切削温度较高的加工场合（ 如干式切削） ， 通常应该首选硬度较高的刀具材料。在可以观察 到刀具产生热裂纹的加工场合（ 在铣削加工中最常 见） ，建议选用耐热冲击性能较好的刀具材料。对 刀具基体材料的优化改进可以提高刀具的切削性 能。例如，伊斯卡（ Iscar） 公司用于加工钢件的 SumoTec 刀片牌号的基体材料具有较好的抗塑性变形 能力，从而能减少硬脆的刀片涂层产生微裂纹的可 能性。通过对 SumoTec 刀片的二次加工，减小了其 涂层的表面粗糙度和微裂纹，从而降低了刀片表面 的切削热以及由此引起的塑性变形和微裂纹。 3． 加强切削刃的制备 在许多情况下，刀片切削刃的制备（ 或称刃口 钝化） 已成为决定加工成败的分水岭。钝化工艺参 数需根据特定的加工要求而定。例如，用于高速精 加工钢件的刀片对刃口钝化的要求就与用于粗加 工的刀片有所不同。刃口钝化可应用于加工几乎 任何类型碳钢或合金钢的刀片，而在加工不锈钢和 特殊合金 材 料 的 刀 片 上，其 应 用 则 有 一 定 的 限 制。 钝化量可以小至 0． 007mm，也 可 以 大 到 0． 05mm。 为了在条件恶劣的加工中起到增强切削刃的作用， 还可以通过刃口钝化形成微小的 T 型棱带。一般 来说，用于连续车削加工以及铣削大部分钢和铸铁
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。
CNC机床加工中的刀具材料选择与刀具性能
CNC机床加工中的刀具材料选择与刀具性能在CNC机床加工中，刀具材料的选择和刀具性能发挥着至关重要的作用。
正确选择刀具材料可以提高切削效率、延长刀具寿命，而刀具性能的优劣也直接影响加工质量和成本。
因此，针对不同的加工需求和工件材料，正确选择刀具材料，并了解刀具性能指标十分必要。
下面将从刀具材料的分类和特点、刀具性能指标以及刀具材料选择的注意事项等方面进行论述。
一、刀具材料的分类和特点1. 高速钢刀具高速钢是常见的刀具材料之一，具有良好的硬度和耐磨性，适用于加工较低硬度的材料。
高速钢刀具还具有较好的韧性和可加工性，广泛应用于常规车削、铣削和钻孔等加工操作中。
然而，高速钢刀具的耐热性和刚性相对较低，不适用于高速、高温的加工环境。
2. 硬质合金刀具硬质合金刀具由高硬度的金属碳化物和粘结相组成，具有较高的硬度、耐磨性和耐热性。
因此，硬质合金刀具适用于加工硬度较高的金属材料，如钢、铸铁和合金钢等。
硬质合金刀具的耐热性较好，可以在高速、高温的加工环境下工作。
然而，硬质合金刀具的脆性较大，容易断裂，因此在加工时需要注意避免过量切削和碰撞。
3. 陶瓷刀具陶瓷刀具由氧化物和非氧化物陶瓷材料制成，具有极高的硬度和耐磨性，适用于加工硬度极高的材料，如铸造铁、铸钢和钛合金等。
陶瓷刀具还具有良好的耐热性和耐腐蚀性，可以在高速、高温和腐蚀性环境下工作。
然而，陶瓷刀具的韧性和抗冲击性较差，容易破碎，因此在使用时需要注意避免碰撞和过量切削。
二、刀具性能指标1. 切削力切削力是指刀具在切削过程中受到的力的大小，也是评价刀具性能的重要指标之一。
切削力的大小直接影响加工过程中的功耗和加工质量，因此选择具有较小切削力的刀具能够降低能耗、提高加工效率。
2. 耐磨性刀具在加工过程中会与工件表面接触，产生摩擦和磨损。
耐磨性是指刀具能够承受摩擦和磨损的能力，直接影响刀具的使用寿命。
具有良好耐磨性的刀具能够延长刀具的寿命、降低工具更换频率。
3. 耐热性耐热性是指刀具在高温环境下不易软化和变形的能力。
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
刀具材料及性能介绍
刀具材料及性能介绍刀具是人类在石器时代开始使用的工具之一，随着科学技术的发展，刀具的材料也不断更新换代。
刀具的材料直接影响刀具的性能和使用寿命，下面将介绍几种常见的刀具材料及其性能。
1.碳钢碳钢是一种普遍使用的刀具材料，它主要由铁和碳组成。
碳钢具有较高的硬度和尖锐度，易于研磨和刃磨。
它能够保持刀刃锋利，但容易生锈。
碳钢刀具适合用于一些不容易受到损坏的工作，如切削木材、塑料和软金属。
2.不锈钢不锈钢刀具是由铁、碳和铬等金属合金组成的。
它具有较高的耐腐蚀性，不易生锈。
不锈钢刀具还具有较好的强度和硬度，适合用于各种工作场景。
但由于不锈钢的硬度相对较低，刀刃更容易变钝，需要经常磨刃。
3.高速钢（HSS）高速钢是一种含有钼、钴、钛等合金元素的刀具材料。
它具有高硬度、耐热性好的特点，适用于高速切削和切割。
与传统碳钢不同，高速钢刀具能够保持更长时间的刀刃锋利。
然而，高速钢刀具相对比较昂贵，适用于对刀刃锋利度要求较高的工作场景。
4.陶瓷陶瓷刀具是一种相对较新的刀具材料。
它由陶瓷氧化物组成，具有极高的硬度和耐腐蚀性。
陶瓷刀具具有锋利的刃口，能够保持长时间的刀刃锋利度而不需要经常磨刃。
此外，陶瓷刀具还具有不导电和不磁性的特点，适用于一些特殊的工作场景。
然而，陶瓷刀具比较脆弱，容易碎裂，不适合用于强烈的冲击和弯曲。
5.合金钢合金钢是一种由铁、碳和其他合金元素（如钼、钴、钛等）组成的材料。
合金钢刀具具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
它们适用于需要高度耐磨性的工作场景。
合金钢刀具的使用寿命相对较长，但相对较昂贵。
除了以上介绍的几种常见的刀具材料外，还有许多其他特殊材料，如钢丝绳刀具、金刚石刀具等。
这些材料在特定的应用领域具有独特的性能和优势。
总而言之，刀具的材料直接影响刀具的性能和使用寿命。
不同的刀具材料适用于不同的工作场景，根据实际需求选择合适的刀具材料能够提高工作效率，并且延长刀具的使用寿命。
在实际使用过程中，还要注意刀具的保养和维护，定期进行磨刃和除锈。
高速切削刀具材料的性能及合理选择
性 ， 由于 较低 的硬 度 和较差 的高温稳 定 性 ， 其 在 但 使
高速硬 切 削 中的应用 受 到一 定 限制 。但细 晶粒 和超 细 晶粒 的硬 质合 金 由于 晶粒 细化后 ，硬质 相尺 寸变 小， 粘结 相更 均 匀地分 布在 硬 质相 的周 围 ， 高 了硬 提 质合 金 的硬 度与 耐磨 性 ，在硬 切削 中获得较 广 泛应
３０Ｈ ， ０ ｚ这就使 零 件 的加工 处 于 “ 无振 动 ” 态 ， 状 获得 较高 的表面 质 量 ， 同时 在高 速切 削 速 度 下 ， 屑 瘤 、 积 鳞刺 、 表面 残余应 力 和加 工硬 化均受 到 抑制 。因此 ，
高速切 削加 工可 获得 的 表面加 工质 量几 乎可 与 磨削
１４ 具 有 良好 的机 械 性 能 和 热 稳 定 性 因为 在高 －
高速 切 削机床 激振 频率 很 高 ， 已经远 远超 过 “ 机
床一 刀具 一 工 件 ”工 艺 系 统 的 固有低 频 范 围 ５ ０～
速硬 切削 中切 削力 较高 ， 以形 成大 量 的切 削能 ， 所 这
些 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 削能几 乎 全部转 化 为热 量 ，从 而使得 接触 区温
相 比 ，有 时 高速切 削 加工 可直接 作 为最 后一 道精 加
工 工序 。
高 速硬 切 削领 域 主要 涉 及 模 具 、 承 、 轮 、 轴 齿 机 床 、 程机 械 、 工 汽车 制造业 及 航空航 天 工业 等 。模具
制造业 的大量生 产 实际表 明 ，高速 硬 切削 技术 可显
ＴＮ、ｉ１ ＴＣ Ａ ｉ ＴＡＮ、 ｉＮ、１ 等硬 涂层 材料 具 有极 高 的硬 Ｏ
度和耐 磨性 ；涂层 材料 与被 加工 材料 之 间摩擦 系数 较 小 ；涂 层材料 作 为热 屏 障还可 以 阻止热 量 向刀具
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刀具在断续切削或使用切削液时，常常受到很大的热冲击(温度变化剧烈)，因而刀具内部会产生裂纹而导致断裂。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示，R的定义是为：
R=λσb(1-µ)/Eα
式中：λ——导热系数；
σb——抗拉强度；
µ——泊松比；
E——弹性模量；
α——热膨胀系数。
导热系数大，使热量容易散走，降低刀具表面的温度梯度；热膨胀系数小，可减少热变形；弹性模量小，可以降低因热变形而产生的交变应力的幅度；有利于材料耐热冲击性能的提高。
1 刀具材料应具备的性能
1.1高的硬度和耐磨性
硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度，一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。组织中的硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。耐磨性还与材料的化学成分、强度、显微组织及摩擦区的温度有关。可用公式表示材料的耐磨性WR：WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中：H——材料硬度(GPa)。硬度愈高，耐磨性愈好。
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。
目前我公司使用的硬质合金刀具主要是YG类(WC-TiC-Co)中的YG6和YGX。YT类(WC-TiC-Co)中的YT15等硬质合金用于活塞粗加工、半精加工和部分精加工工序。
2.3金刚石
金刚石是目前已知矿物材料中硬度最高、热传导性最好的物质，与各种金属、非金属材料配对摩擦的磨损量仅为硬质合金的1/50～1/800，是制作切削刀具最理想的材料。然而，天然单晶金刚石仅用于制作首饰及某些有色金属的超精密加工。刀具用人造大颗粒单晶金刚石尽管目前De
Beers公司、住友电工等均已工业化生产，但还没有进入大量应用阶段。
金刚石刀具的切削刃非常锋利(这对切下极小断面的切屑是很重要的)，刃部粗糙度很小，摩擦系数又低，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量高。加工有色金属时，表面粗糙度可达到Ra0.012µm，加工精度可达到IT5级以上。
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。
2.1高速钢
高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类刀具的要求。高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。可以加工有色金属和高温合金。由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。
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。所以，合理选用刀具是成功进行切削加工的关键。每一种刀具材料都有其最佳的加工对象，即存在切削刀具与加工对象的合理匹配问题。
要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程经常出现的冲击和振动条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。
1.3高的耐热性(热稳定性)
耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。它是指刀具材料在高温条件下保持一定的硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
聚晶金刚石(PCD)可加工各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金，硬质合金，纤维增强塑料，金属基复合材料，木材复合材料等。PCD刀具材料中金刚石晶粒平均尺寸不同，对性能产生的影响也不同，晶粒尺寸越大，其耐磨性越高。在相近的刃口加工量下，晶粒尺寸越小，则刃口质量越好。选用晶粒尺寸为10～25µm的PCD刀具，可以500～1500m/min的高速切削Si含量12～18%的硅铝合金，晶粒尺寸8～9µm的PCD加工Si含量小于12%的铝合金。超精密加工，则应选用晶粒尺寸小的PCD刀具。PCD的耐磨性在超过700℃时会减弱，因其结构中含有金属Co，会促进“逆向反应”即由金刚石向石墨转变。PCD有较好的断裂韧性，可以进行断续切削，可以以2500m/min的高速端铣Si含量10%的铝合金。
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。
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刀具材料的性能与选择
发布时间：2011-01-04 来源：佳工机电
金刚石刀具有三种：天然单晶金刚石刀具、整体人造聚晶金刚石刀具、金刚石复合刀具。天然金刚石刀具由于成本较高等原因，在实际生产中应用较少。人造金刚石是通过合金触媒的作用，在高温高压下由石墨转化而成。金刚石复合刀片是在硬质合金基体上经过高温、高压等先进工艺烧结一层约0.5～1µm厚的金刚石，这种材料是以硬质合金做基体，其机械性能、热传导性和膨胀系数都近似于硬质合金，基体上的人造多晶金刚石磨料中的金刚石晶体呈不规则排列，其硬度和耐磨性在各个方向都是均匀的。
耐热冲击性能好的刀具材料，在切削加工时可以使用切削液。
1.5良好的工艺性能
为了便于刀具的制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等。
1.6经济性
经济性是刀具材料的重要指标之一，优质刀具材料虽然单件刀具成本很高，但因其使用寿命长，分摊到每个零件的成本则不一定很高。因此在选用刀具材料时要综合考虑其经济效果。
2刀具材料
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。
KIC——材料的断裂韧性(MPa·m½)。KIC愈大，则材料受应力引起的断裂愈小，耐磨性愈好。
E——材料的弹性模量(GPa)。E很小时，由于磨粒引起的显微应变，有助于产生较低的应力，耐磨性提高。
1.2足够的强度和韧性
聚晶金刚石(简称PCD)是由经过筛选的人造金刚石微晶体在高温高压下烧结而成。在烧结过程中，由于添加剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等为主要成分的结合桥。金刚石晶体以共价键的结合形成牢固地嵌于结构桥构成的坚强骨架中，使PCD的强度和韧性都大大提高，其硬度约为9000HV，抗弯强度为O.21～0.48GPa，导热系数为20.9J/cm·sµ℃，热膨胀系数为3.1×10-6/℃。现在使用的聚晶金刚石刀具大多是PCD与硬质合金基体烧结形成的复合体，即在硬质合金基体上烧结上一层PCD。PCD的厚度一般为0.5mm和0.8mm，由于底层为硬质合金，焊接方便；又由于PCD结合桥的导电性，使得PCD便于切割加工成各种形状，制成各种刀具，成本远远低于天然金刚石。
2.2硬质合金
硬质合金是由难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、C等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)粉末经粉末冶金的方法制成。
由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为89～93HRA，比高速钢的硬度(83～86.6HRA)高，在800～1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为82～87HRA，在760℃时，硬度仍能保持77～85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。
刀具材料还应具有在高温下抗氧化的能力以及良好的抗粘结和抗扩散的能力，即刀具材料应具有良好的化学稳定性。