1.2 刀具材料
1.2.1 刀具材料应具备的性能
刀具在工作中要承受很大的压力和冲击力。同时，由于切削时产生的工件材料塑性变形以及在刀具、切屑、工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。因此，作为刀具材料应具备以下特性。
①高的硬度。刀具材料必须具备高于被加工材料的硬度，一般刀具材料的常温硬度都在62HRC以上。
②高的耐磨性。耐磨性是刀具抗磨损的能力。它是刀具材料力学性能、组织结构和化学性能的综合反映。
③足够的强度和韧性。为能承受很大的压力以及冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。一般强度用抗弯强度表示，韧性用冲击值表示。
④高的耐热性。耐热性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。
⑤良好的热物理性能和耐热冲击性。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示，R的定义式为
式中 λ——热导率；
σb——抗拉强度；
μ——泊松比；
E——弹性模量；
α——线胀系数。
⑥良好的工艺性。这里指的是锻造性能、热处理性能、高温塑变性能以及磨削加工性能等。
⑦经济性。
1.2.2 刀具材料的种类及性能
（1）碳素工具钢
碳素工具钢最常用的牌号为T12A，其耐热性能很差（200～250℃），允许的切削速度很低，只适宜做手动工具。
（2）合金工具钢
合金工具钢最常用的牌号是9SiCr、CrWMn等，具有较高的耐热性（300～400℃），允许的切削速度较高，耐磨性较好，一般用作板牙、丝锥、铰刀、拉刀等。
（3）高速钢
高速钢的综合性能优良，是应用较多的一种刀具材料，常用的牌号性能和用途见表1.7。
表1.7 常用高速钢牌号的特性及用途
（4）硬质合金
硬质合金是由难熔金属化合物（WC、TiC）和金属黏结剂（如Co）的粉末在高温下烧结而成的。硬质合金是用得较多的一种刀具材料，其应用范围见表1.8。
表1.8 常用硬质合金的使用范围
（5）陶瓷
陶瓷刀具是由氧化铝Al2O3和TiC为基本成分在高温下烧结而成。其应用范围见表1.9。
表1.9 Al2O3陶瓷和Al2O3-TiC混合陶瓷刀具的适用范围
（6）金刚石和立方氮化硼
金刚石具有极高的硬度和耐磨性，是目前已知的最硬的物质，它可以用来加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材料。
立方氮化硼（CBN）是由软的六立氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成的。它具有很高的硬度及耐磨性，热稳定性很好，在1400℃的高温下仍能保持很高的硬度和耐磨性，化学惰性很大，可用于加工淬硬钢和冷硬铸铁等。
金刚石和立方氮化硼刀具的选择见表1.10。
表1.10 金刚石及立方氮化硼刀具的选择
注：△—金刚石工具；○—立方氮化硼工具。
（7）各种刀具材料的性能（见表1.11）
表1.11 各种刀具材料的性能
