常用刀具材料及耐热性分析

（1）对刀具材料的基本要求

刀具材料指刀具上直接参加切削部分的材料。由于它在切削过程中要承受高温、高压摩擦、冲击和振动，因此刀具材料应具备以下基本性能。

1）足够高的硬度

在常温下一般应达到60 HRC以上。

2）足够的强度和韧性

承受切削力和切削中的冲击振动。

3）良好的耐磨性

抵抗切削过程中的磨损，保持正确的刀具角度。

4）良好的耐热性

耐热性又称红硬性或热硬性，是指刀具材料在高温下仍然保持硬度、韧性的性能。

5）良好的工艺性

易加工，易得到所需的形状和性能。

（2）常用刀具材料及应用

1）碳素工具钢

它是指碳的质量分数为0.7%～1.3%的优质或高级优质钢。碳素工具钢价格较其他刀具材料低廉，可刃磨性好，淬火后常温硬度高（60～66 HRC），但耐热性低（仅200℃左右），热处理变形大，形状复杂的刀具淬火后易出现裂纹。(www.xing528.com)

碳素工具钢常用于制造低速、形状简单的手动工具，例如锉刀、锯条等。常用的牌号有T8，T8A，T10，T10A，T12，T12A等。牌号越小的材料越耐冲击，牌号越大的材料越耐磨。

2）合金工具钢

与碳素工具钢相比，合金工具钢热处理变形小，淬透性好，能够适应复杂形状刀具的要求，但是耐热性提高不大，在350～450℃时硬度明显下降，这意味着刀具的切削速度受到制约。

合金工具钢常用于制造低速切削刀具，如铰刀、丝锥、板牙等。常用的材料有9SiCr，CrWTiQn等。

3）高速钢

它是指含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。高速钢具有较全面的优良性能。淬火硬度为62～65 HRC，耐热性达540～650℃，工艺性好，切削速度可达30～50 m/min。

高速钢用于制造形状复杂的铣刀、拉刀、齿轮刀具、钻头等。车刀是一种切削速度较高的刀具，也常用高速钢制造。常用的牌号有W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2等。

4）硬质合金

它是指由高硬度、高熔点的金属碳化物（如碳化钨、碳化钛）粉末，用钴作为黏结剂，利用粉末冶金工艺制成的合金。它的硬度很高，可以得到8915RA～93HRA（相当于74～82HRC），耐热性达850～1 000℃，允许的切削速度高达100～300 m/min。但是，它的抗弯强度较低、耐冲击韧性差、工艺性不如高速钢好。

硬质合金难以制成型状复杂的刀具，一般制成各式的刀片，然后通过焊接或机械紧固的方法将刀片固定在刀具的刀体上，形成机械加固式刀具。

切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类，把所有牌号分成用颜色标志的3大类，分别用P，M，K表示。

P类，蓝色（包括P01—P50），系高合金化的硬质合金牌号。其成分为5%～40%TiC+Ta（Nb）C，其余为WC+Co。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属。

M类，黄色（包括M10—M40），系中合金化的硬质合金牌号。其成分为5%～10%Tic+Ta（Nb）C，其余为WC+Co。这类合金为通用型，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属及有色金属。

K类，红色（包括K10—K40），系单纯WC的硬质合金牌号。其成分为（90%～98%）WC+（2%～10%）Co2，个别牌号含约2%的Ta（Nb）C。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料。