常用刀具材料分类特点与应用
刀具材料知识点总结
刀具材料知识点总结一、刀具材料的分类1.金属材料金属材料是最常见的刀具材料，包括钢、铸铁、铝合金等。
钢是其中应用最广泛的一种材料，因其具有优良的机械性能和加工性能而成为刀具材料的首选。
根据其组织结构和性能特点的不同，钢可以再分为碳素钢、合金钢、不锈钢等类型。
2.陶瓷材料陶瓷材料因其硬度高、耐磨损能力强，所以在刀具制造领域也有广泛的应用。
其主要类型有氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷等。
陶瓷材料的主要特点是硬度高、耐磨损能力强，但同时也比金属材料脆弱，容易出现断裂。
3.超硬材料超硬材料比如金刚石、立方氮化硼等，因其硬度极高、耐磨损能力强，被广泛应用于刀具制造。
但由于其成本高昂、加工难度大，所以并不适合用于一般的刀具制造中，主要用于特殊工况下的刀具制造。
4.复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料，包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料等。
复合材料通常能够兼具各种材料的优点，例如金属基复合材料既有金属的硬度和韧性，又具有陶瓷的高温耐磨性，因此在刀具制造中应用广泛。
二、刀具材料的性能指标1.硬度硬度是刀具材料的重要性能指标之一，它决定了刀具的耐磨损能力和切削性能。
硬度高的刀具材料通常能够更好地抵抗磨损，延长使用寿命，但同时也会降低其韧性。
2.韧性韧性是指刀具材料的抗断裂能力，它直接影响到刀具的安全性和可靠性。
韧性高的刀具材料可以在受到冲击负荷时不容易发生断裂，保证刀具的使用寿命。
3.耐磨性耐磨性是刀具材料在切削加工过程中对磨损的抵抗能力，它直接关系到刀具的寿命。
一般来说，耐磨性好的刀具材料能够延长刀具的使用寿命，减少更换次数。
4.高温性能高温性能是指刀具材料在高温环境下的稳定性和强度，它对刀具的切削性能和使用寿命有着重要影响。
许多特殊材料，比如陶瓷材料、超硬材料等，正是因为具有优良的高温性能，才能在高温工况下稳定地使用。
5.加工性能加工性能是指刀具材料在加工过程中的可加工性和耐热性能。
常用刀具材料
常用刀具材料常用刀具材料常用刀具材料分为：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（CBN）等）1.、工具钢用于制造刀具的材料具有高强度、高硬度、高耐磨性、高热硬性、足够的塑性和韧性的性能要求。
（1）碳素工具钢碳素工具钢，简称碳工钢，碳的质量分数一般为0.65%~1.3%，属高碳钢。
常用的碳素工具钢有T7A、T8A、T10A、T12A等。
（2）合金工具钢合金工具钢包括低合金、中合金、高合金工具钢。
碳的质量分数一般为0.9%~1.1%，通常加入合金元素有Cr、Mn、Si、W、V等，钢中合金元素总的质量分数为4%~5%者称为低合金；5%~10%者称为中合金；大于10%者称为高合金，常用的合金工具钢有9SiCr、9Mn2V、CrWMn等，工作温度不超过300℃。
（3）高速钢高速钢是主要用于制作高速切削金属的刀具的高碳高合金莱氏体工具钢。
是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的，碳的质量分数一般为0.7%~1.5%，加入质量分数约为4%的Cr，此时的钢具有很好的切削加工性能，因此又称为锋钢。
钢中加入W、Mo等能保证高的热硬性，加入V可提高耐磨性。
高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。
除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
高速钢按其性能分成两大类：普通高速钢和高性能高速钢。
2、硬质合金硬质合金属于粉末冶金材料，即由难熔金属硬质化合物（硬质相）和金属粘结剂（粘结相）经粉末冶金方法制成的。
通常使用的硬质合金主要以碳化物作为硬质相，以钴作为粘结相通过高温烧结而成。
在常温下硬质合金硬度可达86~96HRA（相当于69~81HRC）；热硬性可达1000℃以上；抗压强度可达6000MPa，但抗弯强度、冲击韧性较低；还具有良好的耐蚀性与抗氧化性。
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。
目前常用的切削刀具的材料
目前常用的切削刀具的材料
切削刀具是机械加工中不可或缺的一种工具，广泛应用于机床加工、模具加工、数控
加工等领域。
根据不同的工件材料和加工工艺，切削刀具的材料也存在多种选择。
目前常
用的切削刀具的材料有以下几种。
1.高速钢
高速钢是一种高合金的不锈钢，主要组成成分为碳素、钨、钒、铬、锰等元素。
由于
高速钢具有良好的热稳定性和耐磨性，因此被广泛应用于各种机械加工领域，如车削、铣削、钻削、刨削等。
高速钢刀具的优点是成本低、加工效率高，但脆性大，容易发生断裂。
2.硬质合金
硬质合金是由钨、钴、铁等金属粉末按一定比例混合，经加压、烧结而成。
硬质合金
具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和抗腐蚀等特点，因此被广泛应用于切削领域。
硬质
合金刀具的优点是硬度高、耐磨性好，但成本较高。
3.陶瓷
陶瓷刀具是指由氧化铝、氮化硅等陶瓷材料制成的刀具。
陶瓷刀具具有高硬度、高耐
磨性、耐高温等特点，被广泛应用于高硬度材料如铸铁、钢铁等的加工中。
陶瓷刀具的优
点是切削自锐性好、耐磨性强、耐高温，但成本高，易破碎。
4.CBN
5.PCD
PCD是聚晶金刚石的简称，由人造金刚石微晶粉末，与金属粉末经高温高压处理而成。
PCD刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的导热性和稳定性等特点，在加工铸铁、铝合金、
钛合金等材料中效果较好。
PCD刀具的优点是硬度高、耐磨性好，但成本较高。
总之，随着工艺的不断发展，切削刀具的材料也不断有新的材料涌现，未来的切削刀
具将更加科技化和高效化。
常用刀具材料分类
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。
车床常用的刀具材料及其用途
车床常用的刀具材料及其用途车床常用的刀具材料及其用途车床车刀切削部分在切削过程中连续经受强烈的摩擦，切削温度很高，并同时承受很大的切削力及冲击力，所以作为车刀切削部分的材料必须真备良好的切削性能，要具有硬度高（冷硬性）、耐磨性好、耐高温（红硬性），并具有足够的强度和韧性。
(1）高速钢高速钢是一种含有钨（W）、铬（Cr)、钒（V）、钼（Mo）等合金元素的高合金工其钢。
高速钢刀具制造简单，刃磨方便，切削刃锋利，而且韧性较好，能承受较大的冲击万，因此常用子加工一些冲击性较犬、形状不规则的工件。
高速钢也常作为精加工车刀(如宽刃天进给的车刀、梯形螺纹精车力等）以及成型车力的材料。
但高速钢的耐热性较差（600~660℃），因此不能用子高速切削。
常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢典型牌号为W18Cr4V和钨钼系高速钢典型牌号为W6Mo5Cr4V2。
(2）硬质合金硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物粉末，加钴（Co）、钼(Mo）等作为黏结剂烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金能耐高温，即使在100o℃左右仍能保持良好的切削性能，耐磨性也很好，常温下硬度很高，而且具有一定的使用强度，是目前我国应用泛的刀具材料之一。
硬质合金按其成分不同，可分为钨钴类、钨钛钴类、钨但钴类和钨钛但钴类。
①钨钴类硬质合金:它的以YG表示。
这类硬质合金的韧性较好，硬度和耐热性较低，因此适合于加工铸铁、青铜等脆性材料或冲击性较大的工件。
钨钴类硬质合金按不同的含钴量，分为YG3、YG6、YG8等多种牌号。
YG8适合于粗加工，YG6适谷子半精加工，YG3适合于精加工。
②钨钛钴类硬质合金:它的以YT表示。
这类硬质合金的耐磨性较好，能承受较高的切削温度，所以适合于加工碳钢、合金钢等塑性金属或其他韧性较大的塑性材料。
因为它性脆，不耐冲击，所以不宜加工脆性材料。
钨钛钴类硬质合金按不同的含碳化钛量，分为YT5、YT15、YT3o等几种牌号。
YT5适合子粗加工，YT15适合于半精加工和精加工，YT3o适合于精加工。
刀具材料有哪几种
刀具材料有哪几种刀具材料是制作刀具的原材料，不同的刀具材料具有不同的特性和用途。
在工业生产和日常生活中，刀具被广泛应用于各个领域，因此了解不同的刀具材料对于选择合适的刀具至关重要。
下面将介绍几种常见的刀具材料及其特点。
1. 钢。
钢是最常见的刀具材料之一，它具有优良的机械性能和耐磨性，适用于制作各种刀具，如厨房刀具、工业刀具等。
钢的主要成分是铁和碳，同时还含有少量的合金元素，如铬、钼、锰等。
不同成分的钢具有不同的性能，如碳钢具有较高的硬度和切削性能，不锈钢具有良好的耐腐蚀性能。
2. 高速钢。
高速钢是一种含有高比例合金元素的钢材，主要用于制作切削工具，如铣刀、钻头、车刀等。
高速钢具有优异的硬度、耐磨性和热稳定性，能够在高速切削时保持良好的切削性能。
由于其高成本和难加工性，高速钢主要用于制作高精度、高效率的刀具。
3. 硬质合金。
硬质合金是一种由钨、钴、碳等金属粉末烧结而成的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性。
硬质合金刀具广泛应用于金属切削加工、矿石开采、木材加工等领域，能够在恶劣的工作环境下保持良好的切削性能。
硬质合金刀具的制造工艺复杂，成本较高，但在特定的工况下能够发挥出其独特的优势。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来新兴的刀具材料，由于其优异的耐磨性、耐腐蚀性和化学稳定性，被广泛应用于食品加工、医疗器械等领域。
陶瓷刀具具有轻量化、不锈蚀、不导热等特点，能够满足特定领域对刀具的高要求。
5. 钛合金。
钛合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的耐腐蚀性和高温性能，适用于制作高性能的刀具。
钛合金刀具常用于航空航天、汽车制造等领域，能够满足对刀具重量和强度要求的场合。
总结。
不同的刀具材料具有不同的特点和适用范围，选择合适的刀具材料需要根据具体的工作要求和材料特性进行综合考虑。
随着材料科学的不断发展，新型刀具材料的涌现将进一步拓展刀具的应用领域，为工业生产和生活带来更多的便利和效益。
机床常用车刀材料的种类和用途
机床常用车刀材料的种类和用途按材料分：锋钢刀（碳素合金工具钢刀）、合金刀、陶瓷刀、氮化硼刀等。
按结构形式分:锻打刀、焊接刀、机夹刀。
按用途分：外圆刀、内圆刀、螺纹刀、切刀、左右偏刀、圆弧刀等。
1、高速钢高速钢是指含较多钨、铬、铝等合金元素的高台金工具钢，俗称锋钢或白钢。
机床其特点是：制造简单；有较高的硬度(63～66HRC)，耐磨性和耐热性(约600—660口c)；有足够的强度和韧性；有较好的工艺性；能承受较大的冲击力；可制造形状复杂的刀具，如特种车刀、铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等；但不能用于高速切削。
常用高速钢的牌号与性能。
高速钢淬火后的硬度为HRC63～67，其红硬温度550℃～600℃,允许的切削速度为25～30m/min。
高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。
常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2、硬质合金(1)钨钴类硬质合金它的代号是YG，由co和wc组成。
常用牌机床抗弯强脯不怕冲击，但是硬度和耐热.其特点是：韧性好，抗弯强度高，不怕冲击，但是硬度和耐热性较低。
适用于加工铸铁、青铜等脆性材料．常用牌号有YG3、YG6、YG8等，后面的数字表示含钴量的百分比，含钴量愈高，其承受冲击的性能就愈好。
因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。
(2)钨钻钛类硬质合金它的代号是YT，由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。
常用牌号是YTl5、Y130等．其特点是：硬度为89～93HRA，耐热温度为800～1000℃；耐磨性、抗氧化性较高；但抗弯强度、冲击韧度较低。
适用于加工碳钢、台金钢等到塑性材料。
加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的粘结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料。
常用刀具材料分类特点及应用
常用刀具材料分类特点及应用刀具是人类使用最早的工具之一，几千年来刀具的材料不断进步和发展。
根据刀具材料的不同特点和用途，可以将常用刀具材料进行分类。
一、金属刀具材料1.碳钢碳钢是最早被使用的刀具材料之一，由铁和碳组成。
碳钢具有优异的切削性能和耐磨性，适用于加工低硬度的材料。
缺点是耐腐蚀性较差，容易生锈。
应用：常用于制作农具、切削工具等。
2.高速钢高速钢是以碳钢为基础，添加了大量的钼、钴、钛等元素的合金刀具材料。
高速钢具有优异的切削性能和热稳定性，能够在高温条件下保持较好的硬度和切削性能。
应用：广泛应用于金属切削、冲压、铸造等工艺中。
3.高碳高铬不锈钢高碳高铬不锈钢具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，适用于加工较硬的材料，同时还具有不锈、耐高温等优点。
应用：常用于模具制造、医疗器械等领域。
4.硬质合金硬质合金是一种由金属碳化物、金属结合相和金属氧化物等组成的刀具材料。
硬质合金具有极高的硬度和耐磨性，能够在高速切削和重切削条件下保持较好的切削性能。
然而，硬质合金的脆性较大，容易断裂。
应用：广泛应用于模具制造、车削刀具、铣削刀具等领域。
二、非金属刀具材料1.陶瓷陶瓷刀具由氧化锆、碳化硅等陶瓷材料制成。
陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温、高速等恶劣条件下保持较好的切削性能。
然而，陶瓷刀具的韧性较差，容易断裂。
应用：广泛应用于切割纸张、塑料、蔬菜水果等食品处理领域。
2.人造金刚石人造金刚石是由高温高压合成的人工刀具材料。
人造金刚石具有极高的硬度和耐磨性，能够在高温、高压等恶劣条件下保持较好的切削性能。
然而，人造金刚石的碳溶解性较低，容易在高温下发生碳化，使刀具表面粗糙。
应用：广泛应用于宝石加工、玻璃切割等领域。
3.陶瓷涂层陶瓷涂层是一种将陶瓷材料均匀涂覆在金属刀具表面的一种技术。
陶瓷涂层可以提高金属刀具的硬度和耐磨性，使刀具具有较好的切削性能和耐腐蚀性。
应用：广泛应用于汽车零部件加工、航空航天等领域。
以上是常用刀具材料的分类、特点及应用。
常用刀具材料
常用刀具材料
常用刀具材料包括不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等。
不锈钢是常见的刀具材料之一。
它具有耐腐蚀性能，不易生锈，使刀具使用寿命更长。
不锈钢刀具可以使用长时间而不会受到容易生锈的问题影响，同时还具有较好的韧性和可塑性。
高速钢也是常用的刀具材料之一。
高速钢刀具具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能，因此在高速切削应用中使用广泛。
高速钢刀具适用于高速旋转刀具，可以在较高速度下完成切削作业。
硬质合金，也被称为金属陶瓷，是由钨碳化物颗粒和金属钴粉末构成的。
硬质合金刀具具有极高的硬度和耐磨性能，可以在高速切削和重负载切削条件下进行切削作业。
硬质合金刀具常用于切削硬质材料，如钛合金和高温合金等。
陶瓷是一种非常硬和脆性的材料，因此在刀具制造中被广泛应用。
陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，可以在高温和高速切削条件下进行切削作业。
陶瓷刀具常用于对非金属材料进行切削加工，如陶瓷、玻璃和纤维等。
轻质钛合金是一种比传统钢材更轻但具有较高强度的材料。
轻质钛合金刀具可以减轻工人的劳动强度，并提高生产效率。
轻质钛合金刀具适用于需要长时间操作刀具的工作环境，如航空航天和汽车制造等领域。
综上所述，不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等常用刀具材料各具特点，可以根据具体工作需求选择合适的刀具材料。
数控刀具材料的种类、性能与特点
数控刀具材料的种类、性能与特点1、刀具材料的发展现状与趋势欲了解与使用好刀具材料，先来看一下刀具材料的发展史。
刀具材料的发展史，实际上就是不断提高刀具材料耐热性能的过程。
１８世纪中叶，欧洲出现工业革命后，采用碳素工具钢为刀具材料，其成分与现代的Ｔ１０、Ｔ１２相近，其切削温度在２００～２５０℃，加工普通钢材的切削速度为５～８ｍ／ｍｉｎ，切削铸铁的速度为３～５ｍ／ｍｉｎ。
１８６１年，英国的罗伯特·墨希特（ＲｏｂｅｒｔＭｕｓｈｅｔ）发明了含钨的合金工具钢，能承受３５０℃的切削温度，切削速度提高至８～１２ｍ／ｍｉｎ。
目前来说，基于碳素工具钢和合金工具钢的刀具材料已基本不用。
１８９８年，美国的机械工程师泰勒（ＷｉｎｓｌｏｗＴａｙｌｏｒ）和冶金师怀特（ＭａｕｎＷｈｉｔｅ）研制成功了高速工具钢，切削普通碳素钢的切削速度提高至２５～３０ｍ／ｍｉｎ。
随后，经过不断改进材料成分，耐热性能提高至５００～６００℃，加工钢的切削速度提高至３０～４０ｍ／ｍｉｎ，切削铸铁的速度达１５～２０ｍ／ｍｉｎ。
高速工具钢是目前为止仍然在使用的金属切削刀具材料之一，并不断得到改进，而且制备方式出现了变化，如粉末冶金高速工具钢和涂层高速工具钢等。
１９２５年，德国人史律泰尔发明了硬质合金，初期的ＷＣ℃Ｃｏ合金耐热性达８００℃，加工铸铁的效果较好，切削速度达到了４０ｍ／ｍｉｎ以上，但加工碳素钢的寿命较低。
１９３１年发明了ＷＣ℃ＴｉＣ℃Ｃｏ合金，耐热性达到了９００℃以上，加工碳素钢的切削速度达到了２２０ｍ／ｍｉｎ，二战中后期，随着使用范围的不断扩大，出现了添加熔点更高的ＴａＣ等的硬质合金ＷＣ℃ＴｉＣ℃ＴａＣ（ＮｂＣ）℃Ｃｏ合金。
２０世纪５０年代，出现了以ＴｉＣ为基本成分的ＴｉＣ℃Ｎｉ℃Ｍｏ合金，耐热性达到了１０００～１２００℃。
目前为止，硬质合金刀具材料仍然是数控加工刀具的主流材料之一。
人类探索新型刀具材料的步伐永不停止，新型工程材料的出现需要研制与其相适应的刀具材料，新型机床制造技术为耐热性更高的刀具材料应用提供了可能，新型超硬刀具材料不断出现，如下所述。
6种数控刀具的种类、性能、特点、应用专业知识
6种数控刀具的种类、性能、特点、应用专业知识先进的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0.002μm，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。
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(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。
刀具材质及加工参数
二、金刚石（C）
应用：目前主要用于磨具及磨料，可用于加工硬质合 金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材 料，可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达65～70HRC的 材料。也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩 木材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及 复合难加工材料的精加工或超精加工。
二、高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上再增加一些含碳量、 含钒量及添 加钴、铝等合金元素。 按其耐热性， 又称高热稳定性高速 钢。在630～650℃时仍可保持HRC 60的硬度，具有更好 的切削性能，耐用度较通用型高速钢高1.3～3倍。
适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。
典 型 牌 号 有 高 碳 高 速 钢 9W18Cr4V 、 高 钒 高 速 钢 W6Mo5Cr4V3、 钴高速钢W6MoCr4V2Co8、 超硬高速 钢W2Mo9Cr4VCo8等。
涂层硬质合金一般采用化学气相沉积法，沉积温度在 1000℃左右；涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法， 沉 积温度在500℃左右。
常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等。 涂 层 厚 度 ： 硬 质 合 金 为 4 ～ 5 μm ， 表 层 硬 度 可 达 HV2500～4200； 高速钢为2 μm， 表层硬度可达HRC 80。
适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形 刀具、拉刀等
2.3 硬质合金
一、硬质合金的特点
硬质合金由难熔金属碳化物(如WC、 TiC)和金属粘结剂(如 Co)经粉末冶金法制成。
特点：硬质合金的硬度、耐磨性、 耐热性都很高。 硬度可达 HRA 89～93，在800～1000℃还能承担切削， 耐用度较高 速钢高几十倍。当耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。 强度和韧性小于高速钢，仅为0.9～1.5 GPa(90～150 kgf／ mm)、工艺性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。适于 制造高速切削刀具。大多数车刀、端铣刀等均由硬质合金制造；
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。
(完整)常用刀具材料分类、特点及应用
常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一.1.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屑相接触,承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦,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。
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。
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,耐磨性就越好。
组织中硬质点（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，则耐磨性越高。
但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度，而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关.1.2 足够的强度和韧性要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中通常要出现的冲击和振动的条件下工作,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下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
1.4 导热性好刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区散走,有利于降低切削温度.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。
1.5 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能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉.2.常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等五大类。
常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1.表2—1 常用刀具材料的主要性能加工，不切削铁族金属2。
1 高速钢2。
1。
1 普通高速钢普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢，常用的牌号有：(1）W18Cr4V（简称W18）。
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。
常用刀具材料有哪些
常用刀具材料有哪些刀具材料是指用于制造刀具的各种金属材料，不同的材料具有不同的特性和适用范围。
在选择刀具材料时，需要根据具体的使用需求和工作环境来进行合理的选择。
下面将介绍一些常用的刀具材料及其特点。
1. 钢。
钢是制造刀具最常用的材料之一，其主要成分是铁和碳，同时还含有少量的其他元素。
钢具有优良的切削性能、硬度和耐磨性，广泛应用于各种类型的刀具制造中。
根据其成分和性能的不同，钢可以分为碳钢、合金钢、不锈钢等多种类型。
2. 铸铁。
铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金材料，具有较高的硬度和耐磨性。
铸铁刀具适用于对硬度要求不高的切削加工，如打磨、修整等工艺。
3. 钨钢。
钨钢是一种含有钨元素的高速切削钢，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重载切削的工艺，如车削、铣削等。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来发展起来的新型刀具材料，具有优异的耐磨性、耐高温性和化学稳定性。
陶瓷刀具适用于对切削精度和表面光洁度要求较高的加工工艺，如精密加工、玻璃加工等。
5. 金属陶瓷复合材料。
金属陶瓷复合材料是将金属和陶瓷两种材料复合而成的刀具材料，具有金属的韧性和陶瓷的硬度，兼具两者的优点。
金属陶瓷复合材料刀具适用于对切削精度和耐磨性要求较高的加工工艺。
6. 超硬合金。
超硬合金是一种由钨、钴等金属粉末与碳化物粉末经过高温烧结而成的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，适用于对切削精度和耐磨性要求极高的加工工艺，如精密车削、精密铣削等。
总结。
以上是一些常用的刀具材料及其特点，不同的材料适用于不同的加工工艺和工作环境。
在选择刀具材料时，需要充分考虑加工材料的性质、加工工艺的要求以及刀具的使用环境，合理选择刀具材料才能发挥刀具的最佳性能，提高加工效率和产品质量。
希望以上内容能够对您有所帮助。
常用刀具材料及其特性
常用刀具材料的种类及其特性碳素工具钢优点：碳素工具钢生产成本较低，原材料来源方便；易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度；在工作受热不高的情况下，耐磨性也较好。
缺点：淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。
常用牌号：T7、T8、T8Mn、T10、T11、T12。
应用：碳含量较低的T7钢具有良好的韧性，但耐磨性不高，适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具，如木工工具、镰刀、凿子、锤子等。
T8钢具有较好的韧性和较高的硬度，适于制作冲头、剪刀，也可制作木工工具。
锰含量较高的T8Mn钢淬透性较好，适于制作断口较大的木工工具、煤矿用凿、石工凿和要求变形小的手锯条、横纹锉刀。
T10钢耐磨性较好，应用范围较广，适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具，以及冷冲模具和测量工具，如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、拉丝模、刻纹凿子、卡尺和塞规等。
T12钢硬度高、耐磨性好，但是韧性低，可以用于制作不受冲击的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具，如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙和千分尺等。
T13钢是碳素工具钢中碳含量最高的钢种，其硬度极高，但韧性低，不能承受冲击载荷，只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具，如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。
高速钢优点：避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
高速钢强度、韧性均好，刃磨后切削刃锋利，质量稳定强度较好，可磨性好，可用普通钢玉砂轮磨削。
缺点：价格高，耐热性中等，热塑性差。
主要种类：高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在0.70～1.65%之间。
含合金元素量较多，总量可达10～25%。
按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢（含钨9～18%）；②钨钼系高速钢（含钨5～12%,含钼2～6%）；③高钼系高速钢（含钨0～2%,含钼5～10%）；④钒高速钢，按含钒量的不同又分一般含钒量（含钒1～2%)和高含钒量(含钒2.5～5%)的高速钢；⑤钴高速钢（含钴5～10%）。
刀具的基本知识
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。
- 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)。
金属切削原理读书报告常用刀具材料分类特点及应用：班级：学号：2014年5月7日摘要本文在阅读有关论文和专著的基础上对现阶段常用的刀具材料进行了总结和分析，总结出了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、瓷、金刚石、立方碳化硼等刀具材料的特点及应用围，同时针对几种常见的切削工序中刀具材料的应用做了简单的分析。
目录摘要 (1)1刀具材料的发展历史 (2)2 常用刀具材料及特点 (2)2.1 碳素工具钢 (2)2.2 合金工具钢 (3)2.3 高速钢 (4)2.4 硬质合金 (5)2.5 瓷 (7)2.6 超硬材料 (9)3 刀具材料的典型应用 (10)3.1 工件材料与刀具材料 (10)3.2 加工条件与刀具材料 (11)4 总结 (11)5 参考文献 (12)1刀具材料的发展历史[1]刀具材料的发展在人类的生活、生产中有着很大的重要性。
18世纪中叶, 在欧洲出现了工业革命以后, 切削刀具一直是用碳素工具钢制造, 其成分与现代的T10、T12相近。
1865年，英国罗伯特•墨希特发明了合金工具钢，其牌号有9CrSi、CrWMn等。
随着对加工效率要求的提高，新的刀具材料在不断更新。
1898年，美国机械工程师泰勒和冶金工程师怀特发明了高速钢。
进入20世纪，人们不断寻求新型刀具材料。
20世纪20年代中期到30年代初，出现了钨钴类和钨钛类硬质合金。
然而硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料的超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。
20世纪30年代出现了氧化铝瓷，后来又有氦化硅瓷到50年代和60年代又制造出人造立方氮化硼和人造聚晶金刚石。
总而言之，20世纪中，刀具材料发展的速度比过去快得多，其种类、类型、数量和性能均有大幅度的发展。
2 常用刀具材料及特点对于金属切削刀具来说，切削过程中要承受很大的压力，同时会与工件、切屑相互接触的表面产生摩擦力，切削产生的热量使得刀具温度上升，产生一定的热应力。
因此刀具材料应能满足这样几个要求：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性以及经济性。
目前在机械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、瓷、金刚石和立方氮化硼等。
[2]不同刀具材料的性能有所不同，因此在应根据具体的切削条件选择合适的刀具材料。
下面将分别介绍每种刀具材料。
2.1 碳素工具钢按照GB/T13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，碳素工具钢属于非合金钢。
按照标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢。
碳素工具钢牌号及化学成分见表1碳素工具钢价廉易得，易于锻造成形，切削加工性也比较好。
碳素工具钢的主要缺点是淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。
因此，碳素工具钢只能用来制造一些小型手工刀具或木工刀具，以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具，如用来制造小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。
2.2 合金工具钢合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。
它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。
表2列举的为合金工具钢中量具刃具用钢的牌号和化学成分。
[4]合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。
其中碳含量高的钢多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性；为了保证高的硬度，满足形成合金碳化物的需要，钢中碳质量分数一般在0.80%~1.45%。
铬是这类钢的主要合金元素，质量分数一般在0.50%~1.70%，有的钢还含有钨，以提高切削金属的性能。
这类工具钢因含有合金元素，因此淬透性比碳素工具钢好，热处理产生的变形小，具有高的硬度和耐磨性。
常用的钢类有铬钢、硅铬钢和铬钨锰钢等。
9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。
2.3 高速钢高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢。
高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。
除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
按照用途不同，高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。
表3为常用的几种高速钢的力学性能。
[2]高速钢具有较高的热稳定性、高的强度、制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，能锻造、性能较硬质合金和瓷稳定，故高速钢在占现用刀具的一半以上。
其用型高速钢主要用于制造切削硬度HB≤300的金属材料的切削刀具（如钻头、丝锥、锯条）和精密刀具（如滚刀、插齿刀、拉刀），常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
特殊用途高速钢包括钴高速钢和超硬型高速钢（硬度HRC68～70），主要用于制造切削难加工金属（如高温合金、钛合金和高强钢等）的刀具，常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。
2.4 硬质合金硬质合金是由高硬度、难熔的金属碳化物(WC、TiC 等) 微米级粉末采用Co、Mo 、Ni 等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
其高温碳化物含量超过高速钢, 允许的切削温度高达800~ 1000℃,常温硬度达89 ~ 93 HRA；在540℃时为82~87HRA, 与高速钢常温时硬度( 83~ 86HRA) 相同；760℃时硬度达77~ 85 HRA。
并具有化学稳定性好、耐热性高等优点。
硬质合金刀具切削速度可达100~ 300 m/ min。
远远超过高速钢,寿命是高速钢的几倍到几十倍。
[5]2.4.1 碳化钨基硬质合金碳化钨(WC) 基硬质合金主要成分为WC, 主要分为钨钴(WC-Co) 类硬质合金(YG类) 、钨钛钴(WC-TiC-Co) 类硬质合金(YT类) 、钨钛钽( 铌) 钴(WC-C-T aC(NbC) -Co ) 类硬质合金(YW类) 等3 类。
YG类(国际上统称为K类),硬质合金制造的刀具具有较好的韧性、耐磨性、导热性等, 主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。
与YT 类合金相比, 有较高的抗弯强度和冲击韧性, 同时导热性较好。
YT类(国际上统称为P类)，由于加人T iC, 使材料的硬度和耐磨性有所提高, 但抗弯刚度有所降低。
该类硬质合金具有高硬度和高耐热性, 抗粘结、抗氧化能力较好, 适用于加工钢材, 切削时刀具磨损小, 耐用度较高。
高温时的硬度和抗压强度比YG类高, 但YT 类不宜于加工钛合金、硅、铝合金。
YW类(国际上统称为M类)，硬质合金材料具有很高的高温硬度、高温强度和较强的抗氧化能力,兼具YG、YT 类合金的良好性能, 特别适于加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁。
近年, ISO 又增设了3 类硬质合金: (1) H 类,用于切削高硬材料；(2) S 类, 用于切削高温合金、耐热材料；(3) N 类, 用于切削有色金属。
应当注意的是, 立方氮化硼PCBN 用于切削淬硬钢, 被列入H类。
热压聚晶金刚石PCD 主要用于切削有色金属,被列入N 类。
故当今硬质合金已分为K、P、M、H、S、N6 大类。
表5列举的是常见硬质合金材料的性能与用途。
2.4.2 涂层硬质合金[5]涂层硬质合金是在韧性较好的硬质合金基体上，涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而获得的。
在刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜( 如TiC , TiN ,Al2O3等) 的涂层刀具,结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点,降低了刀具与工件之间的摩擦因数,提高了刀具的耐磨性而不降低基体的韧性。
因此,涂层硬质合金具有高硬度和优良的耐磨性,延长了刀具的寿命,这是切削刀具发展的又一次革命。
目前硬质合金刀具涂层的方法仍以化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)为主,这两种方法比较突出的问题是涂层与基体间的结合强度低,涂层容易剥落,这样就使涂层不能做得太厚,而涂层一旦被磨掉,刀具就会迅速磨损。
近年来,已有一些新的涂层方法出现,如等离子辅助化学气相沉积( PACVD)、中温化学气相沉积(MTCVD)、溶胶2凝胶(Sol2Ge1)法、高速氧2燃气热喷涂(HVOF)、真空阴极电弧沉积(VCAD)等方法。
在韧性较好的硬质合金基体上, 通过CVD、PVD、HVOF 等方法涂覆一层很薄的耐磨金属化合物,可使基体的强韧性与涂层的耐磨性相结合而提高硬质合金刀具的综合性能。
自20 世纪70 年代以来,涂层材料已从单一涂层(TiC、TiN)经历了TiC- Al2O3-TiN 多层涂层和TiCN、TiAlN、AlTiN 等多元复合涂层发展阶段,发展到了TiN/ NbN、TiN/ CN 等多元复合薄膜纳米涂层材料。
近年还出现了金刚石涂层、立方氮化硼(CBN) 涂层、软涂层(MoS、WS ) 以及硬软组合涂层,使涂层刀具切削性能大大提高。
2.5 瓷[6]瓷刀使用精密瓷高压研制而成，故称瓷刀。
瓷刀具的优越性体现在：1）可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；2）不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯粗车等冲击力很大的加工；3）耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数，保证被加工工件的小锥度和高精度；4）高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀具高。
根据金属瓷中主要非金属相的种类，金属瓷刀具材料可分为如下几种：2.5.1 氧化物基金属瓷Al2O3基金属瓷材料可用作高速切削刀具材料，并且在高温条件下可以应用。
如Al2O3-金属瓷刀具、Al2O3-金属-碳化物(氮化物)瓷刀具、Al2O3-金属-碳氮化物瓷刀具。
2.5.2 碳化物基金属瓷WC 基金属瓷是迄今能保证材料高力学性能的最好的结构组合和原子间相互作用的典型示例，其硬度和抗弯强度分别达到了89HRA 和1500MPa。
在碳化物基金属瓷中，除WC 外，TiC 基金属瓷的研究也相当成熟。
TiC 瓷的熔点(3430℃)高于WC(2870℃)，耐磨性好，密度只有WC 的1/3，线胀系数和抗氧化性比WC 好，而且都能被Co 润湿，因此可用来替代目前广泛使用的WC- Co 基金属瓷而大大降低成本。
2.5.3 碳氮化物基金属瓷Ti(C,N)基金属瓷是在WC 基金属瓷和TiC基金属瓷基础上发展起来的一种具有高强度、高硬度以及优良的高温、耐磨性能的新型金属瓷。
Ti(C,N)基金属瓷的性能特点：(1)硬度很高；(2)有很高的耐磨性；(3)有较高的抗氧化能力；(4)有较高的耐热性；(5)化学稳定好。