选择工具钢的主要依据

工具钢的选择应根据该种工具对材料的基本性能和工艺性能的要求，针对哪些牌号的工具钢可以满足这些性能要求，来从中选择。同一种工具可能有很多牌号的钢可以满足要求，但必须考虑工具的寿命，制造工具时的生产率和制造的难易，以及制造成本的高低等因素来综合考虑。

不同种类的工具对材料性能的要求有所不同。各种工具由于切削时的情况不同（连续切削还是断续切削，高速切削还是低速切削，重切削还是轻切削），对材料的性能要求有所不同。同时，被切削材料的硬度、可加工性，切削时是否带有冲击或切削时是否采用切削液等诸多条件，对工具材料的选择也有很大影响。

被切削材料的影响比较复杂，材料的合金元素含量影响材料的断面收缩率和热导率，因此合金工具钢比碳素工具钢难加工。切削高硬度的材料和切削低硬度的软材料所用的工具材料有所不同。

对切削工具的材料性能要求主要是对耐磨性、韧性和热硬性的要求。各种切削工具的切削方式和性能要求见表1-8。该表根据某种性能对此类工具重要性程度的不同进行了排序。

表1-8 各种切削工具的切削方式和性能要求

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表1-8中有几种切削工具的情况比较典型。例如：铰刀属于低速、连续、轻切削工具，耐磨性排在第1位；铣刀、滚刀属于高速、连续、重切削工具，因此耐磨性排在第1位；丝锥属于低速、连续、轻切削工具，对韧性的要求排在第1位；剃齿刀属于高速、连续、轻切削类型工具，因此耐磨性和韧性排在第1位。

同样一种工具可能因切削条件的差别而对性能的要求有所不同。例如：粗加工用的车刀由于是高速切削，切削用量较大，通常要求很高的热硬性；而精加工用的车刀由于切削用量较小，热硬性要求稍低，而对耐磨性的要求较高。

同样，也要考虑工具制造的生产率和制造的难易。例如：为提高生产率而采用热轧成形法制造钻头，要求材料必须具备很高的热塑性；齿轮滚刀和剃齿刀热处理后需要磨削加工，其材料必须具备良好的可磨削性。

在选材时还要考虑生产成本。例如：不要求热硬性的某些低速切削工具选用高速钢来制造，虽然可能有更高的切削性能，但是由于会大大增加生产成本，因而一般不选用高速钢，而选用成本较低的碳素工具钢或合金工具钢；同样，热硬性要求不是很高的切削工具，选用普通高速钢就够了，一般不选用W2Mo9Cr4VCo8（M42）一类的含钴高速钢制造，因为这时含钴的M42高速钢也发挥不了热硬性好的优势，只能增加工具的制造成本。

低合金高速钢用作高速钢的代用品，用来制造某些不太重要的工具，其目的是降低工具的制造成本，因为低合金高速钢的合金元素含量比正常的高速钢低，价格比较便宜。

粉末高速钢最大特点是碳化物的颗粒细小均匀，与冶炼高速钢相比可以在钢中加入更多的碳、钒等合金元素，得到性能更高的高速钢。粉末高速钢的可磨削性好，更适于制造形状复杂的齿轮刀具，特别需要的情况也可选用合金元素含量更高的粉末高速钢。