“工欲善其事，必先利其器”這句中國(guó)名言已成為國(guó)內(nèi)外的共識(shí)。因此，合理選用刀具材料是成功進(jìn)行數(shù)控加工的關(guān)鍵。毎一品種的刀具材料都有其最佳加工對(duì)象，也即存在切削刀具材料與加工對(duì)象的合理匹配問(wèn)題。切削刀具材料與加工對(duì)象的匹配主要指二者的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能相匹配，以獲得最長(zhǎng)的刀具壽命和最大的切削加工生產(chǎn)率。表1-刀具材料性能上表是比較常見的刀具材料性能（可以查加工手冊(cè)）

下面我們從兩個(gè)方面探討下如何選用刀具材料

一、按加工對(duì)象的力學(xué)性能來(lái)選擇切削刀具材料

加工對(duì)象的力學(xué)性能是指加工對(duì)象在加工時(shí)所體現(xiàn)出來(lái)的強(qiáng)度、硬度和韌性等。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。刀具材料的硬度大小順序?yàn)椋航饎偸毒?gt;立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質(zhì)合金>高速鋼。刀具材料的抗彎強(qiáng)度大小順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>陶瓷刀具>金剛石刀具和立方氮化硼刀具。刀具材料的斷裂韌度大小順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。高硬度的工件材料，必須用高硬度的刀具來(lái)加工，如立方氮化硼刀具和陶瓷刀具能勝任淬硬鋼、軸承鋼、高速鋼、工具鋼和冷硬鑄鐵等的高速精車加工，可實(shí)現(xiàn)“以車代磨”；而低硬度的高速鋼刀具不能用來(lái)加工淬硬鋼和冷硬鑄鐵等高硬度材料。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。硬質(zhì)合金中含鈷量增多時(shí)，其強(qiáng)度和韌性增加，硬度降低，適合于粗加工；含鈷量減少時(shí)，其硬度及耐磨性增加，適合于精加工。但普通硬質(zhì)合金刀具只適合于在較低的切削速度范圍內(nèi)切削加工。在眾多的刀具材料中其中陶瓷刀具具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，其在高溫切削中其切削速度可比硬質(zhì)合金提高2-10倍。二、按加工對(duì)象的物理性能來(lái)選擇切削刀具材料加工對(duì)象的物理性能是指加工對(duì)象在加工時(shí)所體現(xiàn)出來(lái)的熔點(diǎn)、彈性模量、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、抗熱沖擊性能等物理性能。刀縣材料不同其所具有的物理性能是不同的，如高速鋼具有高導(dǎo)熱和低熔點(diǎn)的性能，陶瓷刀具具有高熔點(diǎn)和低熱脹的性能，金剛石具有高導(dǎo)熱和低熱脹的性能，不同物理性能的刀縣所適合加工的工件材料有所不同。例如加工熱導(dǎo)性差的工件時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出去而降低切削溫度。金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)為硬質(zhì)合金的1.5~9倍，為銅的2~6倍。由于導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高，切削熱窨易散出，故刀具切削部分溫度低。金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍，約為高速鋼的1/10。因此，金剛石的刀具不會(huì)產(chǎn)生很大的熱變形，這對(duì)尺寸精度要求很高的精密加工刀具來(lái)說(shuō)尤為重要。立方氮化硼的導(dǎo)熱性雖然不如金剛石高，但卻大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。隨著切削溫度的提高，立方氮化硼刀具的導(dǎo)熱系逐漸增加，可導(dǎo)致刀尖處切削溫度降低，減少刀具的擴(kuò)散磨損并有利于高速精加工時(shí)工件精度的提高。立方氮化硼的耐熱性可達(dá)到1300~1500℃，比金剛石的耐熱性幾乎高1倍。除了以上兩個(gè)因素外，還需要考慮化學(xué)性能，如刀具材料和工件材料間會(huì)不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如果會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)的話會(huì)加速刀具磨損。一般而言，PCBN，陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金及TiCN基硬質(zhì)合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的數(shù)控加工：而PCD刀具適合于對(duì)AL、Mg、Cu等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的加工。這是常見的刀具材料適合加工的工件材料，不常見的可以查切削手冊(cè)查詢。表2-各種刀具適合加工的材料今天就分享到這里，歡迎留言討論，不足之處，敬請(qǐng)指正。每日編輯不易，若你還滿意，可以點(diǎn)右下角的“在看”支持小編，或放到圈子里，感激不盡