新型刀具材料的优势与应用

（1）涂层刀具材料 涂层刀具材料是指采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）法，在硬质合金或其他材料刀具基体上涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属（或非金属）化合物而得到的刀具材料，较好地解决了材料硬度及耐磨性与强度及韧性的矛盾。

常用的涂层材料有TiN、TiC、Al₂O₃和超硬材料涂层。涂层材料的基体一般为粉末冶金高速钢或新牌号硬质合金。

（2）陶瓷（Ceramics）刀具材料 常用的陶瓷刀具材料是以Al₂O₃或Si₃N₄为基体成分在高温下烧结而成的。其硬度可达91～95HRA，耐磨性比硬质合金高十几倍，适于加工冷硬铸铁和淬硬钢。陶瓷刀具的最大缺点是脆性大、强度低、导热性差。

1）Al₂O₃基陶瓷刀具：在Al₂O₃中加入一定质量分数（15％～30％）的TiC和一定量金属（如Ni、Mo等）形成。它可提高抗弯强度及断裂韧性，抗机械冲击和耐热冲击能力也得以提高，适用于各种铸铁及钢材的精加工、粗加工。此类牌号有M16、SG3、AG2等。

2）Si₃N₄基陶瓷刀具：比Al₂O₃基陶瓷刀具具有更高的强度、韧性和抗疲劳强度，有更高的切削稳定性。其热稳定性更高，在1300～1400°C时能正常切削，允许更高的切削速度。其热导率为Al₂O₃基陶瓷刀具的2～3倍，因此耐热冲击能力更强。此类刀具适于端铣和切削有氧化皮的毛坯工件等。此外，Si₃N₄基陶瓷刀具可对铸铁、淬硬钢等高硬度材料进行精加工和半精加工。此类牌号有SM、7L、105、F85等。(www.xing528.com)

（3）超硬刀具材料 超硬刀具材料是金刚石和立方氮化硼的统称，用于超精加工及硬脆材料加工，聚晶金刚石和立方氮化硼越来越成为“普通的”刀具材料。

金刚石有天然及人造两类，除少数超精密及特殊用途外，工业上多使用人造聚晶金刚石（Poly Crystalline Diamond，PCD）作为刀具及磨具材料。金刚石具有极高的硬度、很好的导热性，可以刃磨得非常锋利，表面粗糙度值小，能在纳米级稳定切削。金刚石刀具具有较小的摩擦因数，能保证较好的工件质量，切削线速度可高达1200m/min，主要用于加工各种有色金属、非金属材料及激光扫描器和高速摄影机的扫描棱镜，特型光学零件，电视、录像机、照相机零件，计算机磁盘等，但不适合加工钢铁类工件。一些小轿车铝合金轮毂的镜面就是金刚石刀具加工出来的。

立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）有很高的硬度和良好的耐磨性，仅次于金刚石；热稳定性比金刚石高1倍，可以高速切削高温合金，切削速度比硬质合金高3～5倍；有优良的化学稳定性，适于加工钢铁材料；导热性比金刚石差但比其他材料好很多，抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间。使用立方氮化硼刀具，可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，它还非常适合用于数控机床。