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第二章 刀具材料 本章主要介绍常用切削刀具材料的种类、机械物理性能及其用途。 本章重点是，了解刀具材料中最常用的高速钢、硬质合金的性能、牌号及用途。 此外，也介绍目前国内外生产中使用的高性能涂层刀具材料、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等超硬刀具材料的特点和用途 第一节 刀具材料应具备的性能 1、高硬度和高耐磨性必须高于工件硬度， 通常应HRC62以上 2、足够的强度和韧性 3、较高的耐磨性 4、较高的耐热性 5、良好的工艺性 （1898年美国首次使用） 基本性能： 硬度：62~65HRC 耐热性：500~600 ℃ 切削速度：V 30 m/min 工艺性好，适用于制造复杂刀具。 高速钢 高速钢种类 钨系： W18Cr4V（简称W18) 普通高速钢 应用最早的高速钢，综合性能较好。 由于钨资源稀少，现使用较少 钨钼系： W6Mo5Cr4V2（简称M2) 抗弯强度和韧性高于W18，耐热性低于W18，热塑性好 目前使用最多的高速钢，多用于热成形刀具 第二节 常用刀具材料 高性能高速钢 钴高速钢： W2Mo9Cr4VCo8 （简称M42） 铝高速钢： W6MO5Cr4V2Al（简称501） 粉末冶金高速钢 综合性能良好，高温硬度高，允许切削速度高。 用于加工耐热合金、不锈钢 切削性能接近M42，耐磨性低，热处理温度较难控制。 成本低，适合国情，逐渐推广使用 颗粒细小，有良好的各向同性的力学性能，热处理变形小。 用于制造各种形状复杂的高性能刀具、精密刀具和断续切削的刀具 冶炼成本高，价格昂贵，国内应用较少 （1923年德国首次使用） 基本性能： 硬度：89~93HRA 耐热性：800~1000 ℃ 切削速度：高速钢的4~10倍 强度、韧性：低于高速钢 工艺性差。 硬质合金 硬质合金种类 普通硬质合金 K类（YG类）： 成分为 WC-Co 常用牌号：YG3、YG6、YG8 碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）粉末为主要成分， 并以钴（Co）、钼(Mo)、镍（Ni）为粘结剂烧结成的粉末冶金 数字代表结合剂Co含量为3%、6%、8% Co↑→强度↑；硬度、耐热性↓→适合粗加工 Co↓→适合精加工 主要用于加工铸铁及有色金属 P类（YT类）： 成分为 WC-TiC-Co 常用牌号：YT5、YT14、YT15、YT30 数字代表结合剂TiC含量为5%、14%、15%、30% TiC↑→硬度、耐磨性、耐热性↑；强度↓→适合精加工 主要用于加工钢 由于含TiC，提高了与钢的抗粘结和抗扩散的能力 M类（YW类）： 成分为 WC-TiC-TaC(NbC)-Co 常用牌号：YW1、YW2 即可以加工铸铁也可以加工钢 由于含TaC(NbC)，提高了强度和韧性以及耐磨性 通用（万能）硬质合金 其它硬质合金 P类（YN类）： 成分为 TiC(TiN、TiCN）-Ni（Mo） 常用牌号：YN05、YN10 用于合金钢、淬硬钢的精加工和半精加工 硬度高于WC基硬质合金，耐热性、化学稳定性、抗粘结和抗氧化能力强，耐磨性好，冲击韧性差 超细晶粒硬质合金 用于不锈钢、钛合金等难加工材料的断续加工 即提高了硬度、耐磨性，又提高了强度和韧性 细化晶粒达0.2~1微米（普通为几微米） 第三节 其它刀具材料 基本性能： 硬度高：91~95HRA 耐热性：1200 ℃ 时80HRA 化学稳定性好，抗粘结和扩散能力好。 强度、韧性差，只有硬质合金的一半。 陶瓷 陶瓷刀具种类 氧化铝基陶瓷（AI2O3） 氮化硅基陶瓷（Si3N4） 用于冷硬铸铁、淬硬钢的加工 用于冷硬铸铁、淬硬钢、高速钢、 合金钢、镍基合金、钛合金的加工 基本性能： 立方碳化硼 立方氮化硼刀具种类 整体聚晶立方氮化硼刀片 立方氮化硼复合刀片 用于冷硬铸铁、淬硬钢、镍基高温合金，切削速度接近硬质合金 加工普通铸铁和碳钢时的速度。 硬质合金基体上烧结一层0.5mm厚的立方氮化硼 硬度高：8000~9000HV 耐热性：1400 ~1500℃ 化学稳定性好1200~1300 ℃也不与铁族元素起化学反应 ， 耐磨性、导热性好。 用于车刀、镗刀 基本性能： 金刚石 金刚石刀具种类 天然单晶金刚石刀具 金刚石复合刀片 用于非铁金属和非金属材料（石英、光学玻璃）的精密加工 硬质合金基体上烧结一层0.5mm