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* 第二节 刀具材料 刀具切削性能的优劣取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具结构。因此，应当重视刀具材料的正确选择和合理使用。 一、刀具材料应具备的性能 1、? 高的硬度 刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上； 2、高的耐磨性 耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。 3、足够的强度和韧性 为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。 4、高耐热性 刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得能力。 5、良好的热物理性能和耐热冲击性能导热系数越大，有利于提高刀具使用寿命；线膨胀系数小，则可减小热变形； 6、良好的工艺性 为了便于制造须有较好的可加工性，即切削加工性、可磨削性、热处理等。 7、良好的经济性 二、高速钢 高速钢是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，具有良好的综合性能。 高速钢的抗弯强度较好，常温硬度可达HRC62~65，耐热性可达600oC，可以制造刃形复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。 高速钢按基本化学成分可分为钨系、钨钼系；按切削性能分，则有普通高速钢和高性能高速钢；按制造方法分，则有熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。 （一）普通高速钢 普通高速钢的工艺性能好，切削性能可满足一般工程材料的常规加工，常用品种有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W14CrVMnRE和W9Mo3Cr4V。 W18Cr4V属钨系高速钢，其高温硬度约与钨钼系高速钢相当，但在高温下韧性不及钨钼系。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40—60m／min。 钨钼系高速钢W6Mo5Cr4V2中所含Mo元素可使碳化物均匀，但含V较多，磨削性能差，目前主要用于热轧刀具。 （二）高性能高速钢 调整高速钢的化学成分和添加其他合金元素，使其力学性能和切削性能有显著提高，这就是高性能高速钢。此类高速钢主要用于高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料的切削加工。主要有以下几种： （1）钴高速钢 典型钢种是W2Mo9Cr4VCo8(M42)，它的特点是综合性能好，硬度高（HRC70），高温硬度在同类钢中居前列，可磨削性好，适合于切削高温合金，但价格高。 （2）铝高速钢 铝高速钢W6Mo5Cr4V2Al是我国独创的新型高速钢，具有良好的综合性能，其高温硬度、抗弯强度、冲击韧度均与W2Mo9Cr4VCo8相当，价格低廉。缺点是可磨削性差，热处理工艺要求较严格。 （3）高钒高速钢 其牌号有W6Mo5Cr4V3，由于碳化钒量的增加，从而提高了钢的耐磨性，一般用于切削高强度钢，其刃磨性能比普通高速钢要差。 选用高速钢的一般原则： （1）切削一般材料用普通高速钢， W18Cr4V用得最多。 W6Mo5Cr4V2主要用于热轧刀具， W14CrVMnRE其韧性最高，可作热轧刀具。 （2）如工艺系统刚性好，切削难加工材料时，简单刀具可用高钒、高钴高速钢，复杂刀具可用钨钼系低钴高速钢。 三、硬质合金 硬质合金由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金法制成。 硬质合金是当今最主要的刀具材料之一，以其切削性能优良被广泛用作刀具材料（约占50%）。如大多数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，但硬质合金由于制造工艺性差，它用于复杂刀具尚受到很大的限制。??? 具有高耐磨性和高耐热性（可达到800~1000oC），切削速度比高速钢可高出4—10倍。但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。 ISO将切削用的硬质合金分为三类：（各种牌号的应用范围见P58表3.2） 1、? YG(K)类，即WC-Co类硬质合金 2、? YT(P)类，即WC-TiC-Co类硬质合金 3、? YW(M)类，即WC-TiC-TaC-Co类硬质合金 以上三类硬质合金中，有些虽然含有TiC、TaC或NbC，但主要成分是WC，故统称为WC基硬质合金。近年来还出现了许多新品种，如： 以TiC为主要硬质相的，以镍和钼为粘结相的基硬质合金（也叫金属陶瓷），代号为YN，适合于碳素钢、合金钢的半精加工和精加工。 超细晶粒硬质合金是通过添加Cr2O3使晶粒细化到小于0.5~1.0um的硬质合金。耐磨性好，寿命可提高1—2倍。适用于加工冷硬铸铁、淬硬钢、不锈钢、高温合金等难加工材料。 硬质合金选择的一般原则： 硬质合金的选择，主要根据工件材料和切削加工的类型。常用的硬质合金牌号