表2—11 常用数控加工刀具材料的特点及应用
种类 特点、应用 高速钢是一种含碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等元素的合金钢，热处理后具有高热硬性。当切割温度高达600℃以上时，该合金钢硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达60m/min以上，因此而得名“高速钢”。按化学成分不同，高速钢可分为普通高速钢及高性能高速钢 高速钢 通用高速钢 分为两种：钨系高速钢和钨钼系高速。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） 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 高性能高速钢 硬质合金的分类及代号如下： 硬质合金 切削加工用硬质合金的应用按照被加工材料分类，P、M、K、N、S、H（分别代表切屑的颜色蓝、黄、红、绿、褐、灰） 硬质合金刀具的应用范围相当广泛，在数控刀具材料中占主导地位。既可用于加工各种铸铁、有色金属和非金属材料，也适用于加工各种钢材和耐热合金等。硬质合金既可用于制造各种机夹可转位刀具和焊接刀具，也可制造各种尺寸较小的整体复杂刀具，如整体式立铣刀、铰刀、丝锥、钻头、复合孔加工刀具和齿轮滚刀等 陶瓷刀具的硬度可达91～95HRA，耐磨性比硬质合金高十几倍，适用于陶瓷 加工冷硬铸铁和淬火钢。陶瓷刀具有良好的抗粘性能，它与多种金属的亲和力小，化学稳定性好，即使在熔化时与钢也不起化合作用。 陶瓷刀具最大的缺点是脆性大、抗弯强度和冲击韧度低、热导率差。 Al2O3有较好抗弯强度和断裂韧性，抗机械冲击和耐热冲击的能力也有所提高，适用于铣削、刨削。可对各种铸铁及钢料进行精加工、粗加工 基陶瓷 这类陶瓷刀具有比Al2O3基陶瓷刀具更高的强度、韧性和疲劳强Si3N4度，有更高的切削稳定性能，更高的热稳定性，在1300～1400℃能正常切削，并允许更高的切削速度。 Si3N4基陶瓷热导率为Al2O3基陶瓷2～3倍，耐热冲击能力比Al2O3基陶瓷提高1～2倍，具有良好的抗崩刃能力 此类刀具适于端铣和切削有氧化皮的毛坯工件，可对铸铁、淬火钢等高硬材料进行精加工和半精加工 基陶瓷 Sialon陶它是迄今陶瓷刀具材料中强度最高的材料。其断裂韧性、化学稳定性、抗氧化性能都很好，有些品种的强度甚至随温度的升高而升高，称其为超强度材料。它在断续切削中不易崩刃，是高速粗加工瓷 铸铁及镍基合金理想的刀具材料 其他刀具陶氧化锆 (ZrO2)陶瓷刀具可用来加工铝合金、铜合金。 二硼化钛 (TiB2)陶瓷材料具有高熔点(T=2980℃)、高硬度、极好的化学稳定性和物理性能。其导热性能强、热膨胀系数小，与熔融金属不侵蚀，在高温下具有优异的机械力学性能。TiB2及其复合材料是极具发展前景的高新技术材料。TiB2陶瓷刀具可用来加工汽车瓷 发动机等精密铝合金件 立方氮化硼材料非常适合数控机床加工用刀具。立方氮化硼刀具有很好的\红硬性\，可以高速切削高温合金，切削速度要比硬质合金高3～5倍，立方氮化硼 在1300℃高温下仍能保持良好的切削性能，使用寿命是硬质合金的20～200倍。 立方氮化硼刀具可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢材，并获得很高的尺寸精度和极好的表面粗糙度，可以实现以车代磨 它具有优良的化学稳定性，适用于加工钢铁类材料。 虽然它的导热性比金刚石差，但比其他材料高，抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间 金刚石刀具适合加工的金属材料有铝及其铝合金、铜及其铜合金、硬质合金，以及钛、镁、锌、铅等各种有色金属，广泛应用于飞机、汽车、摩托车、内燃机、船舶等壳体、缸体等重要部件和各类通用机械、精密机械、电子仪器的零件加工。它适合加工的非金属材料有木材、增强塑料、橡胶、金刚石 石墨、陶瓷，广泛应用于各种设备的重要配件加工。 金刚石刀具有天然金刚石刀具、人造聚晶金刚石（PCD）刀具和复合金钢石刀片三类。其中，人造聚晶金刚石(PCD)较为常用。它的主要加工对象是有色金属，如铝合金、铜合金、镁合金等，也用于加工钛合金、金、银、铂、各种陶瓷制品。PCD刀具具有刀具寿命长、金属切除率高等优点，缺点是价格昂贵，加工成本高。
电子课件-《数控加工工艺学》-B01-9549 表2—11 常用数控加工刀具材料的特点及应用
