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金屬切削加工時利用刀具切除被加工零件多余材料從而獲得合格零件的加工方法,它是機械制造業中最基本的方法。而在金屬切削加工中,刀具是必不可少的一部分,而刀具材料的選擇更是重要的一部分。

當前使用的刀具材料主要分為四大類:工具鋼(包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼)、硬質合金、陶瓷、超硬質刀具材料,一般的機加工使用最多的是高速鋼與硬質合鋼。

金屬切削過程中,刀具切削部分是在高溫、高壓、摩擦、沖擊和振動等惡劣條件下工作的。從刀具使用壽命來看,對刀具材料性能的要求主要是耐磨性、強韌性、高溫紅硬性等。而不同刀具品種和不同加工條件對刀具的性能要求又有所不同。總體上來講,切削加工刀具材料應具備以下基本性能。

(1)足夠的硬度:銑刀、鏜刀、等刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度,否則在高溫、高壓下,就不能保持刀具正確的幾何形狀。例如碳素工具鋼的硬度為62HRC;高速鋼的硬度為63~70HRC;硬質合金的硬度為89~93HRA。刀具材料的硬度大小順序為;金剛石>立方氮化硼>陶瓷>金屬陶瓷>硬質合金>高速鋼>工具鋼。

(2)足夠的強度和韌性:刀具切削部分的材料在切削時要承受很大的切削力、沖擊力和振動等,如果刀具材料沒有足夠的強度和韌性,刀具就產生脆行斷裂和崩刃等。

(3)足夠的耐磨性和耐熱性:刀具材料的耐磨性和耐熱性是指抵抗磨損的能力。一般來說,刀具材料硬度越高,耐磨性也越好。刀具材料的耐熱性是指所能承受的高溫性能,同時具備很好的抗氧化能力。

(4)工藝性能好:為了便于制造。要求刀具材料應具備較好的可加工性,如壓制成型性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能、熱處理性能、磨削加工性能等。

(5)經濟性好:性價比是評價新型刀具材料的重要指標之一,也是正確選用刀具材料,降低加工成本的重要依據之一。


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