数控机床刀具材料及选用方法

1.常用数控机床刀具材料

刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工质量、加工效率、加工成本及刀具寿命都有着重大的影响。当前使用较为广泛的数控刀具材料主要有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等五类，其性能指标见表2-2，差别很大，每一种类的刀具材料都有其特定的加工范围。

表2-2 各种刀具材料的主要性能指标

2.高速钢刀具材料及其选用

（1）高速钢 高速钢俗称锋钢或白钢，是一种含有较多的W、Cr、V、Mo等合金元素的高合金工具钢。高速钢在强度、韧性及工艺性等方面有优良的综合性能，而且制造工艺简单，成本低，容易刃磨成锋利的切削刃，锻造、热处理变形小，因此，在复杂刀具（如麻花钻、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）制造中仍占有主要地位。高速钢可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢等类型。

（2）高速钢刀具的选用 高速钢的牌号很多，其加工范围包括有色金属、铸铁、碳素钢和合金钢等。不能用来加工淬硬钢和冷硬铸铁等高硬度材料。

普通高速钢主要以W18Cr4V（T1）和W6Mo5Cr4V2（M2）为代表，主要用于加工普通钢、合金钢和铸件。(www.xing528.com)

高性能高速钢主要包括高碳高速钢、高钒高速钢、钴高速钢和铝高速钢，其性能比普通高速钢提高了许多，可用于切削高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料。但要注意钴高速钢的韧性较差，不适于断续切削或在工艺系统刚性不足的条件下使用。

3.硬质合金刀具材料及其选用

（1）硬质合金（Cemented Carbide） 硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等），经过高压成形，并在1500℃左右的高温下烧结而成的。由于金属碳化物硬度很高，因此其热硬性、耐磨性好，但其抗弯强度低于高速钢，韧性较差。

依据国际标准化组织颁布的硬质合金分类标准ISO513—1975（E），可将切削用硬质合金按用途分为P（以蓝色为标志）、M（以黄色为标志）和K（以红色为标志）三类。而根据其合金元素的含量，常用硬质合金又分成钨钴类、钨钛钴类和钨钛钽（铌）钴类三类。钨钴类（WC-Co）硬质合金，代号为YG，相当于ISO标准的K类。这类硬质合金代号后面的数字代表Co的质量分数。钨钛钴类（WC-TiC-Co）硬质合金，代号为YT，相当于ISO标准的P类。这类硬质合金代号后面的数字代表TiC的质量分数。钨钛钽（铌）钴类[WC-TiC-TaC（NbC）-Co]硬质合金，代号为YW，相当于ISO标准的M类。

（2）硬质合金刀具的选用 硬质合金刀具具有良好的切削性能。与高速钢刀具相比，硬质合金刀具加工效率很高，使用的主轴转速通常为高速钢刀具的3～5倍。而且刀具寿命可提高几倍到几十倍，被广泛地用来制作可转位刀片。但硬质合金刀具是脆性材料，容易碎裂。使用较低的主轴转速会使硬质合金刀具崩刃甚至损坏。此外，硬质合金刀具价格昂贵，使用时需要特殊的加工环境。

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，覆盖大部分常规加工的领域。既可用于加工各种铸铁，又可用于加工各种钢和耐热合金等，而且还用来加工淬硬钢及许多高硬度、难加工材料。在现代的被加工材料中，90%～95%的材料可以使用P类和K类硬质合金加工，其余5%～10%的材料可以使用M类和K类硬质合金加工。