金属切削刀具材料的选择
金属切削刀具及选择
主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具，加 工铸铁等脆性材料。
• C、负前角平面型 （右图） • 特点：切削刃强度较好，
但刀刃较钝，切削变形大。
• 主要用于硬脆刀具材料。加 工高强度高硬度材料，如淬 火钢。
• 图示类型负前角后部加有正 前角，有利于切屑流出。
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。
因含有大量熔点高、硬度高、 化学稳定性好、热稳定性好的金属 碳化物，硬质合金的硬度、耐磨性 和耐热性都很高。硬度可达HRA89 ～93，在800～1000 °C还能承担 切削，耐用度较高速钢高几十倍。 当耐用度相同时，切削速度可提高 4～10倍。
14金属切削刀具及选择数控加工工艺刀具材料刀具材料刀具材料应具备的性能刀具材料的种类其他刀具材料在切削过程中刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面刀具材料对金属切削的生产率成本质量有很大的影响因此要重视刀具材料的正确选择与合理使用
刀具材料
刀具材料
在切削过程中，刀具直接切除工件上的余量并形 成已加工表面，刀具材料对金属切削的生产率、成本、 质量有很大的影响，因此要重视刀具材料的正确选择 与合理使用。
(3) 副后刀面(副后面)：刀具上与工件已加工表面相对并相互作用的表面
(4) 主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。承担主要切削工作，它在工件 上切出过渡表面。 (5) 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作 ，并最终形成已加工表面。 (6) 刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的线段 或圆弧。刀尖按其连接过渡部分形状不同，分为点状刀尖、修圆刀尖、 倒角刀尖，如图1-5所示。刀尖是刀具切削部分工作条件最恶劣的部位之 一。
金属切削加工刀具材料的选择
金属切削加工刀具材料的选择金属切削加工刀具分为：车刀、铣刀、刨刀、钻头等。
下面我们就针对这些做出说明。
（一）车刀车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。
车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面，刀尖角成。
车刀的切削部分和柄部(即装夹部分)的结合方式主要有整体式、焊接式、机械夹固式和焊接-机械夹固式。
机械夹固式车刀可以避免硬质合金刀片在高温焊接时产生应力和裂纹，并且刀柄可多次使用。
机械夹固式车刀一般是用螺钉和压板将刀片夹紧，装可转位刀片的机械夹固式车刀。
刀刃用钝后可以转位继续使用，而且停车换刀时间短，因此取得了迅速发展。
车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前面、后面和副后面等组成。
它的几何形状由前角γo、后角αo、主偏角κr、刃倾角γ S、副偏角κ惤和刀尖圆弧半径rε所决定。
车刀几何参数的选择受多种因素影响，必须根据具体情况选取。
前角γo根据工件材料的成分和强度来选取，切削强度较高的材料时，应取较小的值。
例如，硬质合金车刀在切削普通碳素钢时前角取10°～15°；在切削铬锰钢或淬火钢时取-2°～-10°。
一般情况下后角取6°～10°。
主偏角κr根据工艺系统的刚性条件而定,一般取30°～75°,刚性差时取较大的值，在车阶梯轴时，由于切削方式的需要取大于或等于90°。
刀尖圆弧半径rε和副偏角κ惤一般按加工表面粗糙度的要求而选取。
刃倾角γ S则根据所要求的排屑方向和刀刃强度确定。
车刀前面的型式主要根据工件材料和刀具材料的性质而定。
最简单的是平面型，正前角的平面型适用于高速钢车刀和精加工用的硬质合金车刀，负前角的平面型适用于加工高强度钢和粗切铸钢件的硬质合金车刀。
四大材料刀具的性能与选择
四大材料刀具的性能与选择刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。
本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。
刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。
就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。
高速钢：活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀，钻油孔用钻头等都为高速钢材料。
硬质合金：YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中，特别是活塞粗加工和半精加工工序。
立方氮化硼：立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。
同时也应用于活塞立体靠模的加工中。
金刚石：金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。
在切削铝合金时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，是目前铝活塞精密加工的理想刀具，已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。
刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。
切削加工时，直接担负切削工作的是刀具的切削部分。
刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。
切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。
正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。
每一品种刀具材料都有其特定的加工范围，只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。
不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别，例如：加工铝活塞时，金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍；YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。
刀具材料与选择
刀具材料与选择第1章、刀具材料与选择一、填空1.在金属切削过程中，刀具切削部分是在高温、高压、和剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。
2.刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。
3.常用的刀具材料分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢及硬质合金四类。
4.碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造低切削速度的切削刀具和手用刀具，如锉刀、手用铰刀、手用丝锥和板牙。
5.普通高速钢的硬度不高、其耐热温度为550～600℃，通常允许的最大切削速度为15～25m/min。
6.制造形状复杂的刀具通常用高速钢材料。
7.普通高速钢按钨、钼质量分为钨系高速钢和钼系高速钢，主要牌号有W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2。
8.硬质合金的主要缺点是抗弯强度、冲击韧度较低、硊性大，因此不耐冲击和振动。
9.硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都高于高速钢，耐热温度可达800～1000℃，切削速度为高速钢的数倍。
10.常用硬质合金分为钨钴类YG 、钨钛类YT 和钨钛钽（铌）类YW 等。
其中YG类适合用于铸铁等脆性工件，YT 类适用于加工钢类等普通塑性工件。
11.各类硬质合金牌号中，含钴量越多，抗冲击越好；含碳化物越多，硬度、耐磨性越高。
粗加工时应选用含钴多的硬质合金刀具。
12.陶瓷刀具材料以氧化铝或复合氧化铝为主要成分。
13.陶瓷材料的优点是高硬度与耐磨性、高耐热性、高化学稳定性及抗粘结性好，一般适用于精加工和半精加工硬材料。
14.超硬刀具材料主要有陶瓷和金刚石、立方氮化硼三种。
15.由于金刚石与铁原子的亲和性强，易使其丧失切削能力，故不宜用于加工铁族材料。
16.金刚石的主要缺点是耐热性差、强度低、脆性大，故对冲击、振动敏感，因而对机床的精度、刚度要求高，一般只适宜作非铁合金的精加工。
二、判断题1.刀具切削部分的材料影响刀具切削性能的好坏。
（√）2.刀具材料硬度越高，强度和韧性越低。
（√）3.刀具材料的工艺性是指可加工性、可磨削性和热处理特征等。
目前常用的切削刀具的材料
目前常用的切削刀具的材料
切削刀具是机械加工中不可或缺的一种工具，广泛应用于机床加工、模具加工、数控
加工等领域。
根据不同的工件材料和加工工艺，切削刀具的材料也存在多种选择。
目前常
用的切削刀具的材料有以下几种。
1.高速钢
高速钢是一种高合金的不锈钢，主要组成成分为碳素、钨、钒、铬、锰等元素。
由于
高速钢具有良好的热稳定性和耐磨性，因此被广泛应用于各种机械加工领域，如车削、铣削、钻削、刨削等。
高速钢刀具的优点是成本低、加工效率高，但脆性大，容易发生断裂。
2.硬质合金
硬质合金是由钨、钴、铁等金属粉末按一定比例混合，经加压、烧结而成。
硬质合金
具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和抗腐蚀等特点，因此被广泛应用于切削领域。
硬质
合金刀具的优点是硬度高、耐磨性好，但成本较高。
3.陶瓷
陶瓷刀具是指由氧化铝、氮化硅等陶瓷材料制成的刀具。
陶瓷刀具具有高硬度、高耐
磨性、耐高温等特点，被广泛应用于高硬度材料如铸铁、钢铁等的加工中。
陶瓷刀具的优
点是切削自锐性好、耐磨性强、耐高温，但成本高，易破碎。
4.CBN
5.PCD
PCD是聚晶金刚石的简称，由人造金刚石微晶粉末，与金属粉末经高温高压处理而成。
PCD刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的导热性和稳定性等特点，在加工铸铁、铝合金、
钛合金等材料中效果较好。
PCD刀具的优点是硬度高、耐磨性好，但成本较高。
总之，随着工艺的不断发展，切削刀具的材料也不断有新的材料涌现，未来的切削刀
具将更加科技化和高效化。
常用刀具材料
常用刀具材料刀具是我们日常生活中常见的工具之一，它们的材料选择对于刀具的质量和使用寿命有着至关重要的影响。
在选择刀具材料时，我们需要考虑到刀具的用途、材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及加工性能等因素。
下面我们就来了解一下常用的刀具材料及其特点。
1. 不锈钢。
不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性的材料，因此常被用于制作厨房刀具。
不锈钢刀具具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，而且易于清洁和保养。
不锈钢刀具的价格相对较低，是家庭厨房中常见的刀具材料之一。
2. 高速钢。
高速钢是一种用途广泛的刀具材料，它具有较高的硬度和耐磨性，适用于制作需要高速切削的刀具，如铣刀、钻头等。
高速钢刀具的耐磨性和热稳定性较好，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
3. 硬质合金。
硬质合金是一种由钨、钴、碳等金属粉末经过高温烧结而成的材料，具有极高的硬度和耐磨性。
硬质合金刀具适用于加工硬质材料，如钢铁、合金等，具有良好的切削性能和较长的使用寿命。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来新兴的刀具材料，它具有极高的硬度和耐磨性，而且不易生锈，不会影响食物的口感。
陶瓷刀具适用于切割蔬菜、水果等食材，但由于其脆性较大，需要小心使用，避免摔落或碰撞。
5. 钛合金。
钛合金是一种轻质高强度的材料，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于制作户外刀具、多功能刀具等。
钛合金刀具具有较轻的重量和良好的耐用性，适合户外活动和野外生存使用。
总结。
在选择刀具材料时，我们需要根据刀具的用途和要求来进行合理的选择。
不同的材料具有不同的特点和适用范围，我们需要根据实际需求来进行选择。
除了上述提到的常用刀具材料外，还有许多其他材料也适用于制作刀具，如碳钢、合金钢等。
希望本文对大家选择刀具材料有所帮助。
刀具材料对金属切削性能的影响
刀具材料对金属切削性能的影响切削加工是一种常用的金属加工方法，针对不同的金属材料，我们需要选择合适的刀具材料以达到最佳的切削效果。
刀具材料的选择将直接影响到加工过程中的切削性能，如切削力、切削温度、切削速度、切削表面质量等。
本文将重点探讨刀具材料对金属切削性能的影响。
1. 高速钢刀具高速钢刀具是应用最为广泛的刀具材料之一，它具有良好的耐磨性和热稳定性。
高速钢刀具适用于中等强度金属的切削加工，如碳钢、合金钢等。
它的主要优点是价格较低、易加工、寿命较长。
然而，高速钢刀具在高温环境下容易产生热软化现象，导致切削刃失去硬度，限制了其应用范围。
2. 硬质合金刀具硬质合金刀具由钨钴合金和碳化物组成，具有优异的硬度和耐磨性。
它适用于高硬度金属的切削加工，如铸铁、不锈钢等。
硬质合金刀具的耐磨性远远超过高速钢刀具，因此寿命较长。
然而，硬质合金刀具的价格相对较高，易受冲击和振动环境的影响。
3. 陶瓷刀具陶瓷刀具主要由氧化铝和氮化硅等耐磨材料制成，具有极高的硬度和耐磨性。
它适用于高速切削和高硬度金属的加工，如钢铁、钛合金等。
陶瓷刀具的主要优点是高温稳定性好，能承受高温切削环境下的高速、高温切削，且切削力较小。
然而，陶瓷刀具容易受到冲击和振动的破损，价格较高，不适用于粗糙加工和较大切削深度。
4. 超硬刀具超硬刀具主要包括单晶金刚石和立方氮化硼刀具。
它们具有极高的硬度和耐磨性，适用于加工高硬度和高硬度脆性材料，如玻璃、陶瓷、石墨等。
超硬刀具的优点是切削力小、切削表面质量高，可实现更高的加工精度。
然而，超硬刀具的价格非常昂贵，制造和修复困难，对加工条件的要求也很高。
总结起来，刀具材料对金属切削性能的影响主要体现在刀具的耐磨性、硬度和热稳定性等方面。
不同的切削任务需要选择适合的刀具材料来实现最佳的切削效果。
在实际应用中，我们需要根据不同的金属材料特性、切削环境和加工要求等因素综合考虑，选择合适的刀具材料。
金属切削刀具材料的选择
金属切削刀具材料的选择工件的切削加工离不开金属切削刀具。
但如何选择合适的切削刀具，如何获得更好的加工效率，如何降低加工的生产成本，往往是一个简单又复杂的课题。
金属切削刀具的选择，主要根据所将要加工零件的材料来进行选择，而金属切削刀具的材料发展也是根据工件材料的发展而发展的。
从工件材料的金属性能上进行分析，金属材料可分为脆性材料、韧性材料、粘性材料，而一般的刀具材料也是根据工件的这三种特性而发展的，针对工件材料上述三种特征，国际标准对应金属切削的硬质合金材料有K、P、M三类材料，而高速钢材料也有软硬不同的各种材料。
但如何选择合适的刀具材料进行金属切割哪？这还需要从材料的这些基本特征入手分析后进行针对性的选择。
首先我们把工件材料做一下种类划分，脆性材料的特点耐磨性比较好，但强度相对较低，这类材料主要是以铸铁类材料为主，因此切削刀具的材料需要比较硬的刀具材料（K类硬质合金），一般情况下，加工铸铁类零件的硬质合金刀具材料相对的硬度比较高，耐磨性比较好，韧性较差，相比较刀具更容易产生碎裂问题；而对应韧性金属材料来说，需要刀具具有一定的韧性，同时针对材料的金属性能需要金属切削性能具备有相对的韧性和刚度才能有效地进行金属切割（P类硬质合金），刀具材料的失效形式往往以磨损为主；对粘性材料而言，材料的最大特点是粘性大，金属切割刀具经过加工表面时，被加工的金属材料容易粘接在刀具的表面和需要刀具具有良好的抗拉伸的能力，刀具材料（M类硬质合金），刀具材料的失效形式也往往以积屑瘤为主。
以上是金属切削刀具材料的三种基本性能的分析，但金属材料的性能还有相对比较大的变化，从工件材料的脆、韧、粘基本性能角度进行叠加分析，又可以得到一些新的变化，当把脆性和脆性进行二次叠加就得到了更硬的材料，如金属材料进行淬火处理后可使工件材料获得更硬（更耐磨）的超硬材料的特征；而脆性和韧性叠加可得到工件材料具有韧和艮的特征，这就是高温合金材料中镍基合金材料的基本特征；而而脆性和粘性叠加后，工件材料所体现出的加工特征是材料具有相对的强度和粘性，这就是非鉄合金材料的基本加工特征；当韧性和粘性叠加后金属材料表现出来的性能粘韧组合的性能，这与高温合金材料中钛合金材料的可加工特性相同，从金属材料的分类来看，同属高温合金材料的镍基合金和钛合金，两者材料的基本特征也是不同的，进行加工时，性能差异很大，刀具材料的选择更复杂，因此把高温合金材料又称为难加工材料；当把粘性和粘性进行二次叠加，工件材料所表现出来的特征却发生了更大的巨变，从材料本身来看工件变得很软，很容易变形，但软的材料在挤压后却展现出更硬的特征，工件材料在进行二次挤压时出现了更硬更强的特征，这就是目前复合材料（碳纤维等复合材料）的特征，一般碳纤维的复合材料的加工是目前最难选择的加工之一，刀具寿命也是最低的一种金属切割的加工，刀具材料一旦出现磨损工件材料就会发生拉丝等问题，因此加工刀具需要做的锋利而减小对工件材料的挤压作用。
金属切削中的刀具材料与硬度选择要点
金属切削中的刀具材料与硬度选择要点在金属切削加工过程中，刀具材料的选择以及硬度的设定是确保工艺顺利进行和提高加工效率的关键要点。
本文将介绍金属切削中刀具材料与硬度选择的要点，帮助读者根据实际需求选择合适的刀具材料和硬度。
1. 刀具材料的选择要点刀具材料的选择直接影响切削加工的效率和质量。
以下是一些刀具材料选择的要点：1.1 硬质合金硬质合金是一种常见的刀具材料，具有优异的硬度、耐磨性和热稳定性。
它适用于高速切削和重切削任务，特别是对于硬度较高的金属材料。
硬质合金可分为钨钼系和钛钽系两种。
钨钼系硬质合金硬度较高，适合加工硬质材料；钛钽系硬质合金热稳定性更好，适合高温加工。
1.2 高速钢高速钢是一种常用的切削材料，具有良好的热硬性和切削性能。
它适用于中等和低硬度的金属材料加工。
高速钢通常用于加工碳钢、合金钢和不锈钢等材料。
然而，高速钢的耐磨性相对较弱，加工硬度较高的金属材料时需要更频繁地换刀。
1.3 陶瓷刀具陶瓷刀具因其优异的硬度和耐磨性而在特定场合得到应用。
它适用于高硬度和脆性材料的切削加工，如铸铁、高硬度合金和陶瓷等。
然而，陶瓷刀具脆性较大，容易受到冲击而损坏，因此需要注意选择适当的切削条件。
2. 硬度的选择要点刀具的硬度选择直接关系到切削加工的质量和寿命。
以下是一些硬度选择的要点：2.1 材料硬度匹配刀具的硬度应该与加工材料的硬度相匹配。
如果刀具硬度过低，容易磨损或失去刃口锐利度；如果刀具硬度过高，容易出现断裂或撕裂等问题。
因此，需要根据加工材料的硬度选择合适的刀具材料和硬度。
2.2 加工材料的性质加工材料的性质也影响着刀具硬度的选择。
例如，对于硬度较高的材料，需要选择硬度较高的刀具来保证切削效果和刀具寿命。
对于易切削的材料，选择硬度稍低的刀具可以提高加工效率和表面光洁度。
2.3 加工条件加工条件（例如切削速度、进给量和切削液的使用）对刀具的硬度选择也有影响。
在高速切削和重切削任务中，通常需要选择硬度较高的刀具来抵抗热和磨损。
金属切削原理与刀具_1.1刀具材料应具备的性能和种类
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二.刀具材料的分类
（一）普通刀具材料 2．硬质合金 （4）我国硬质合金刀具的发展以及世界主要生产企业 德国：克努伯公司维迪阿厂 （鲁尔） 美国：通用电气公司、肯纳金属公司、亚当斯碳化物公司 瑞典：山特维克公司
• 日本：三菱金属矿业公司、东芝坦嘎络依公司（川崎、名古屋 、大阪工厂）、住友电气工业公司 • 英国：山特维克英国公司、美国肯纳金属英国公司 • 奥地利：普兰西金属工厂（三年一次普兰西国际会议） • 中国：株洲硬质合金有限公司、自贡硬质合金有限公司
二.刀具材料的分类
• （二）特殊材料刀具 • 1．陶瓷刀具 • （1）材料组成：主要由硬度和熔点都很高的Al2O3、 Si3N4等氧化物、氮化物组成，另外还有少量的金属 碳化物、氧化物等添加剂，通过粉末冶金工艺方法 制粉，再压制烧结而成。 • （2）常用种类：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷 • （3）优点：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命比硬 质合金高；具有很好的热硬性，摩擦系数低，切削 力比硬质合金小，用该类刀具加工时能提高表面光 洁度。 • （4）缺点：强度和韧性差，热导率低。陶瓷最大缺 点是脆性大，抗冲击性能很差。 • （5）适用范围：高速精细加工硬材料。
• • • • • • • • • • • • • • • （一）普通刀具材料 1．高速钢 （3）高速钢的分类 ①普通高速钢 A、钨系高速钢 。常用牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，热塑性差，不宜制造成大截 面刀具。 B、钨钼钢 常用牌号：W9Mo3Cr4V 优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。 ②高性能高速钢 9W18Cr4V 优点：具有较强的耐热性 缺点：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。 ③粉末冶金高速钢 优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度值达69～70HRC；保 证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；磨削加工性好，磨削效率比熔炼 高速钢提高2～3倍；耐磨性好。 牌号的表示方法
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金属切削刀具材料的选
择
Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
金属切削刀具材料的选择金属切削加工时利用刀具切除被加工零件多余材料从而获得合格零件的加工方法，它是机械制造业中最基本的方法。
而在金属切削加工中，刀具是必不可少的一部分，而刀具材料的选择更是重要的一部分。
在现代机械制造业中，机械加工的切削刀具对于提高生产效率，改进产品质量起到关键的作用。
由于目前国家各工厂所应用的刀具材料非常复杂，又由于刀具材料的性能优劣能够影响加工零件表面的切削效率，刀具寿命等，而在金属切削过程中刀具切削部分在高温下承受着很大的切削力与剧烈摩擦，所以为了提高工件表面质量，刀具寿命及切削效率因此刀具材料应具备以下性能：
①高的硬度和耐磨性②足够的强度和韧性③高的耐热性④良好的工艺性与经济性⑤好的导热性和小的膨胀系数。
因此面对刀具所应具备的性能，刀具材料选择时很难找到各方面的性能都是最佳的，因为各种材料性能之间有的是相互制约的，面对如此情况只能根据工艺的需要保证主要需求性能。
当前使用的刀具材料主要分为四大类：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷、超硬质刀具材料，一般的机加工使用最多的是高速钢与硬质合钢。
1、工具钢
用来制造刀具的工具钢主要有三种即碳素工具钢，合金工具钢和高速钢。
工具钢的主要特点是耐热性差但抗弯强度高，价格便宜焊接与刃磨性能好故广泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。
⑴碳素工具钢
碳素工具钢按化学成分分类，碳素工具钢负属于非合金钢，按主要质量等级和主要性能及使用特性分类，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢，碳素工具钢常用于制作刀具、模具和量具的碳素钢，其加工性良好价格低廉，使用范围广泛所以它在工具钢中用量较大。
由于碳素工具钢生产成本极低，原材料来源方便易于冷热加工，在热处理后可获得相当高的硬度，由于碳素工具钢在切削温度高于250～300℃时，马氏体要分解，使得硬度降低，碳化物分布不均匀，淬火后变形较大，易产生裂纹，淬透性差，淬硬层薄所以只适于用于切削速度很低的刀具，如锉刀、手用锯条等。
⑵合金工具钢
合金工具钢是在碳素工具钢基础上加热铬、钨、钒等合金元素，以提高淬透性，韧性，耐磨性和耐热性的一类钢种，它主要用于制造量具、刀具、耐冲击工具和冷热模具及一些特殊用途的工具。
由于合金工具钢热硬性达325～400℃，允许切削速度为10～15m/min，所以其目前主要用于低速工具如丝锥、板牙等
⑶高速钢
高速钢是含有W、Mo、Cr、V等元素较多，具有高硬度，高耐磨性的工具钢，又称高速工具钢为白钢或锋钢。
高速钢的综合性能较好，应用范围最广的一种刀具材料，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具也可制造高温轴承和冷挤压模具等，高速钢经过热处理后硬度达62～66HRC，抗弯强度约为，耐热性为600℃左右，此外还具有热处理变形小，
能锻造，易磨出较锋利的刃口等优点，他常用于制造结构复杂的成形刀具，孔加工刀具，如铣刀，拉刀。
切齿刀具等
2、硬质合金
硬质合金有难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工业制成的一种合金材料，硬质合金具有耐热性好，切削效率高，强度和韧性较好的，耐磨，耐腐蚀等性能。
常用的硬质合金中含有大量的WC ，TiC ，因此硬度，耐热性均高于工具钢，硬质合金是当今主要的刀具材料之一，硬质合金广泛用作刀具材料如车刀、铣刀、钻头、镗刀等
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接，粘接，机械夹持等方法安装在刀体或模具上使用，因此大多数车刀，端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制造 3、陶瓷
随着新技术革命的发展要求不断提高切削加工生产率和降低生产成本，特别是数控机床的发展，要求开发比硬质合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。
近几年来，随着对高温结构陶瓷领域研究的不断深入，使氮化硅陶瓷的性能有了很大提高，从而使氧化硅陶瓷刀具在我国迅速发展起来。
陶瓷刀具是以氧化铝（32O Al ）或以氮化硅（43N Si ）为基体再加入少量金
属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。
陶瓷刀具具有高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、强度与韧性低和热导率低等特点，由此陶瓷刀具一般适用于在高速下精细加工硬材料。
4、超硬质刀具
超硬质刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高的要求而应运而生的，超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律或其他刀具材料不同。
现代刀具材料高速钢、硬质合金、陶瓷的主要硬质成分是碳化物、氧化物、氮化物这些化合物的硬度高达3000HV，加上粘结物质其总体硬度在2000HV以下，对于现代工程材料的加工在某些情况下，上述刀具材料的硬度已无法满足需求，于是就产生了超硬质刀具材料。
超硬质刀具材料有很多种如金刚石、立方氮化硼等，它具有优异的机械性能，物理性能和其他性能，其中有些性能适合于刀具，具有很高的硬度，良好的导热性，较高的杨氏模量，热膨胀很小，较小的密度和较低的断裂韧性。
其中立方氮化硼具有较高硬度，高热和稳定性，对铁族元素呈惰性故最适合制作切削各种淬硬质钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等）各种铁基、镍基、钴基和其他热喷涂（焊）零件。
金刚石具有较高的硬度及其他优异性，他制作的刀具应用范围更广泛，可以加工各种难加工的材料，非难加工材料，但天然金刚石价格昂贵，主要用于有色金属及非金属的精密加工。
超硬质材料由于性能优越，应用范围不断扩大，已经从金属加工发展到光学玻璃加工，石材加工，陶瓷加工等传统加工难进行的领域对各种工业的发展将起到巨大推动作用。
随着现代社会的进步和科学技术的日新月异，机械材料加工对刀具的材料要求也越来越高，因此，熟练掌握了解各种刀具的使用及材料的特点，才能更好的选择和正确使用刀具，制造出更加精确的零件。