刀具材料基本要求及种类代号用途
硬质合金切削刀具材料介绍和基本知识
1.5 碳化物的一些主要性质
碳化物 晶格类型
Cr3C2 Mo2C WC
VC NbC TaC TiC ZrC HfC
斜方晶格 密排六方 简单六方 面心立方 面心立方 面心立方 面心立方 面心立方 面心立方
密度 g/cm3 6.68 9.18 15.7 5.36 7.56 14.48
WC-TiC-TaC（NbC）-Co硬质合金
在WC-TiC-Co硬质合金中加入适当的TaC，可提 高其抗弯强度（显著增加刀刃强度）、疲劳强度 和冲击韧性，提高耐热性、高温硬度、高温强度 和抗氧化能力，提高其耐磨性，增加抗月牙洼磨 损和抗后刀面磨损能力。这类合金兼有WC-TiCCo及WC-TaC-Co合金的大部分最佳性能，它既 可用于加工钢料（主要用途），又可用于加工铸 铁和有色金属，故常被称为通用合金（代号 YW）。这类合金通常用于加工各种高合金钢、 耐热合金和各种合金铸铁、特硬铸铁等难加工材 料。如果适当提高含钴量，这类硬质合金便具有 更高的强度和韧性，可用于对各种难加工材料的 粗加工和断续切削。
几种材料的物理机械性能
材料
熔点 密度 (°C) (g/cm³)
硬度 (HV)
弹性模量 抗高温 (kN/mm²) 氧化性能
TiC
3067 4.93
3200
470
TiN
2950 5.40
2500
590
Al2O3
2047 3.98
2100
400
硬质合金
1400~1800
高速钢 1500 7.8
900
一般 一般 很好
4.9 6.73 12.2
显微硬度 弹性模量 导热率
刀具材料及选用
刀具材料应具有的基本性能
1）硬度-----最基本特性 高硬高温高压下保持几何形状。 最差的碳素工具钢62HRC以上
高速钢63～67 HRC 、硬质合金更硬
2）足够的强度、韧性------承受切削力和抗冲击力 强度用刀具材料的抗弯强度σbb表示，韧性αk。
3）耐磨性和耐热性-----抗磨损、高温下保持高硬度
DX25,UM20,DTU DX3,DTU,UMS
UM40 KG03
KG10,KT9,CR1 KT9,CR1,KG20
KG30,LF12
SIF S10M S25M S35M S60M S10M H15,S25
M HX,S35M
S60M
H15,890 883,HX
ISO分类
P10
P 类
P20 P30
刀具材料选用
高速钢刀具----韧性好，一般做成整体式，数控常用。 主要特征有：淬火温度极高（1200℃）而淬透性极好，使刀具
整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬 火硬度更高且耐回火软化性较高，在600℃仍能保持较高的硬 度，较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金韧度高，但压延 性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。
抗弯 强度
1300 1500 1750 1950 2200
抗压 强度
4600 1800 5000 4900 4000
W12MO3Cr4V3CO5Si 、 W6MO5Cr4V2Al 粉末冶金高速钢
刀具材料选用
硬质合金刀具：韧性差，抗弯强度低，很少做成整体式， 一般为镶焊或制成刀片形式。
K类（YG）WC+CO 用于短切屑黑色、有色金属、 非金属脆性材料加工， 如铸铁、青铜等。
P类（YT） WC+TiC 用于塑性好的长切屑黑色金属 加工。
各种刀片用途及钢料
各种刀片用途及钢料刀片是一种常见的切割工具，广泛应用于不同领域，包括日常生活中的厨房刀具、手术刀、行业中的工艺刀具和工业切割工具等。
不同的刀片使用不同的钢材制成，以满足各种不同的应用需求。
以下是几种常见的刀片和它们的用途以及使用的钢料。
1.厨房刀片厨房刀片用于食物的切割和加工，一般分为切菜刀、剁刀、刨刀、水果刀等。
这些刀片通常使用不锈钢制成，因为它具有耐腐蚀性能，不会对食物产生有害物质。
常用的不锈钢材料有420不锈钢、440不锈钢等。
2.医疗手术刀片手术刀片用于医疗领域的手术操作，要求具有尖锐度和消毒性能。
医疗手术刀片一般使用高碳不锈钢材料制成，如17-4PH不锈钢或440C不锈钢。
这些钢材具有高硬度和耐腐蚀性能，适合进行手术操作。
3.工艺刀具工艺刀具广泛应用于手工艺品制作、纸艺、编织、剪纸等领域。
常见的工艺刀具包括割刀、雕刻刀、裁缝剪等。
这些刀片通常使用高碳钢或合金钢制成，提供良好的切削性能和耐磨性。
4.工业切割工具工业切割工具用于工业生产中的金属切削和加工，包括圆锯片、金属刀片、铣刀等。
这些刀片通常使用硬质合金制成，如钨钛合金、维氏硬质合金等。
这些合金钢具有高硬度和耐磨性，可以进行高速切削和长时间使用。
除了上述常见的刀片和钢材，还有一些特殊应用的刀片和钢材。
例如：5.石材切割刀片石材切割刀片用于石材的切割和加工，常见的刀片有连续刀片和分割刀片。
这些刀片通常使用硬质合金制成，以应对石材高硬度和高磨损的特点。
6.纸张切割刀片纸张切割刀片用于印刷和纸加工领域，要求刀片锋利度高且不易磨损。
这些刀片通常使用高速钢制成，因为高速钢具有高硬度和热稳定性。
总体而言，不同的刀片具有不同的用途和要求，因此需要使用不同材料制作以满足需求。
选择适当的刀片和合适的钢材对于切削质量和使用寿命都非常重要。
常用刀具材料分类
常用刀具材料分类、特点及应用学校：学院：班级：姓名：学号：目录摘要 (3)一、刀具材料的基本要求 (4)二、常用刀具材料 (6)1.高速钢 (6)2.硬质合金 (9)三、涂层刀具 (12)1.硬质合金 (12)2.CVD Chemical Vapor Deposition (化学气相沉积) (12)3.PVD Physical Vapor Deposition（物理气相沉积） (13)四、金属陶瓷 (15)五、陶瓷 (17)六、立方氮化硼 (19)七、聚晶金刚石 (21)八、牌号 (22)1.车削牌号 (22)2.切断、切槽和螺纹加工牌号 (22)3.铣削牌号 (23)4.钻削牌号 (23)九、参考文献 (24)摘要要使金属切削工序获得满意的效果，切削刀具材料和牌号的选择是重要的考虑因素。
因此必须基本了解每种切削刀具材料及其性能，以便为每一切削应用做出正确选择。
本文旨在对目前常用刀具的材料进行分类，刀具材料的特点及应用进行总结，并根据每种切削刀具材料的性能给出应用建议。
关键词刀具材料分类刀具材料特点刀具材料性能刀具材料应用一、刀具材料的基本要求1.高硬度刀具是从工件上去除材料，所以刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度；刀具材料最低硬度应在60HRC以上；对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度应在62HRC以上；高速钢硬度为63HRC～70HRC；硬质合金刀具硬度为89HRC～93HRC2.高强度与强韧性刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击力；如车削45钢，在背吃刀量ap＝4㎜，进给量f ＝0.5㎜/r的条件下，刀片所承受的切削力达到4000N，可见，刀具材料必须具有较高的强度和较强的韧性；一般刀具材料的韧性用冲击韧度a K表示，反映刀具材料抗脆性和崩刃能力3.较强的耐磨性和耐热性刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。
一般刀具硬度越高，耐磨性越好。
刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好；刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。
机床常用车刀材料的种类和用途
机床常用车刀材料的种类和用途按材料分：锋钢刀（碳素合金工具钢刀）、合金刀、陶瓷刀、氮化硼刀等。
按结构形式分:锻打刀、焊接刀、机夹刀。
按用途分：外圆刀、内圆刀、螺纹刀、切刀、左右偏刀、圆弧刀等。
1、高速钢高速钢是指含较多钨、铬、铝等合金元素的高台金工具钢，俗称锋钢或白钢。
机床其特点是：制造简单；有较高的硬度(63～66HRC)，耐磨性和耐热性(约600—660口c)；有足够的强度和韧性；有较好的工艺性；能承受较大的冲击力；可制造形状复杂的刀具，如特种车刀、铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等；但不能用于高速切削。
常用高速钢的牌号与性能。
高速钢淬火后的硬度为HRC63～67，其红硬温度550℃～600℃,允许的切削速度为25～30m/min。
高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。
常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2、硬质合金(1)钨钴类硬质合金它的代号是YG，由co和wc组成。
常用牌机床抗弯强脯不怕冲击，但是硬度和耐热.其特点是：韧性好，抗弯强度高，不怕冲击，但是硬度和耐热性较低。
适用于加工铸铁、青铜等脆性材料．常用牌号有YG3、YG6、YG8等，后面的数字表示含钴量的百分比，含钴量愈高，其承受冲击的性能就愈好。
因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。
(2)钨钻钛类硬质合金它的代号是YT，由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。
常用牌号是YTl5、Y130等．其特点是：硬度为89～93HRA，耐热温度为800～1000℃；耐磨性、抗氧化性较高；但抗弯强度、冲击韧度较低。
适用于加工碳钢、台金钢等到塑性材料。
加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的粘结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料。
常用刀具牌号
22.5
～29.4
含
铝
W6Mo5Cr4V2Al＊
(501)
67～69
60
22.5
～29.4
高温硬度和耐磨性能好，可进行表面渗氮，进一步提高硬度，用于要求耐磨性高、形状较简单的铣刀
W10Mo4Cr4V3Al
(5F6)
67～69
60
54
19.6
～27.4
W6Mo5Cr4V5SiNbAl
(B201)
类型牌号相应的代号hrc冲击jcm主要用途室温500c600cw18cr4v1841636656485176344用途广泛各种铣刀均能采用w6mo5crv26542636655564748294392热轧刀具及尖齿铣刀w14cr4vmnre6466505245热轧刀具95w18cr4v高碳184167685952166216对韧性要求不高但对耐磨性要w12cr4v4mo124416567517245对耐磨性有较高要求的铣刀但形状应较简单w6mo5cr4v365436567517245对耐磨性有较高要求的铣刀但形状应较简单w6mo5cr4v2co8m36666854294高温硬度和抗氧化能力好硬度等综合性能好可用于切削高温合金不锈钢等难加工材料的铣刀w2mo9cr4vco82941867706055225294w6mo5cr4v2al50167696055225294高温硬度和耐磨性能好可进行表面渗氮进一步提高硬度用于要求耐磨性高形状较简单的铣刀w10mo4cr4v3al5f667696054196274w6mo5cr4v5sinbalb2016668577509255265w12mo3cr4v3nv3n67706155147392用于耐磨性高形状较简单的铣刀常用硬质合金的性能和牌号类别牌号相近的iso牌号硬度hra冲击韧度jcm主要用途wcwccoyg3xk01915铸铁有色金属及其合金的精加工和半精加工要求无冲击yg6xk109120铸铁冷硬铸铁高温合金精加工和半精加工yg6k2089530铸铁有色金属及其合金的半精加工和精加工yg8k308940铸铁有色金属及其合金的粗加工yg10hk30915高强度钢耐热钢等难加工材料的加工wcticcoyt30p0192503碳素钢合金钢的精加工yt15p1091碳素钢合金钢的粗加工和半精加工有时也用于精加工yt14p2090507碳素钢合金钢的粗加工和半精加工有时也用于精加工yt5p30895碳素钢合金钢的粗加工wctacnbccoyg6ak10915冷硬铸铁有色金属及其合金的半精加工也可用于高锰钢淬火钢的半精加工和精加工yg8ak25895铸铁有色金属及其合金的粗加工和半精加工wctictacnbccoyw1m10915不锈钢高强度钢铸铁的半精加工和精加工yw2m20905不锈钢高强度钢铸铁的粗加工和半精加工ticyn05p011935yn10p0192注
刀具材料的种类范文
刀具材料的种类范文刀具是人类使用最早的工具之一，用于切割、割断、雕刻、打孔和修整物体。
刀具的性能和寿命取决于使用的材料。
根据不同的需求和应用，刀具材料可以分为以下几类：1. 高速钢（High Speed Steel，HSS）：高速钢是一种常用的刀具材料，具有优异的热强度和耐磨性。
它是一种合金钢，其中包含高的含钨、钼、钴和其他合金元素，以提供高温下的硬度和热稳定性。
这使得高速钢刀具具有抗热软化和抗磨损的能力，适合高速切削和切割。
然而，高速钢刀具的耐磨性相对较差，对硬度和韧性的要求较高。
2. 硬质合金（Cemented Carbide）：硬质合金是由碳化物颗粒（通常是钨碳化物）和金属钴组成的复合材料。
这些颗粒通过钴粉末作为粘合剂固化在一起。
硬质合金刀具的优点是：高硬度、耐磨性强、热稳定性好和尺寸稳定性。
硬质合金刀具通常用于高速切削和大量切削，如机械加工、车削、铣削和钻孔。
3. 陶瓷（Ceramics）：陶瓷刀具是以氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）为主要成分的刀具。
陶瓷刀具具有极高的硬度和抗磨性，使其在高温环境下表现良好。
由于其低热导率和高化学稳定性，陶瓷刀具对于高速切削和切割高硬度材料（如铸铁和高温合金）非常有效。
然而，陶瓷刀具很脆弱，易于断裂。
4. 超硬材料（Superhard Materials）：超硬材料是目前研究的热点之一，包括单晶金刚石（Single Crystal Diamond）和立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）。
单晶金刚石是最硬的材料，具有优异的切削能力和磨削性能，广泛应用于刀具和磨料。
CBN是一种具有类似钻石的物理和化学性质的材料，其硬度仅次于金刚石。
CBN刀具具有优异的磨损抗性和耐热性，尤其适用于加工高硬度材料和淬火钢。
除了以上主要的刀具材料，还有一些特殊材料，根据不同的需求开发和应用，如多金属刀具、金属基复合材料、金刚石涂层等。
这些材料的选择取决于刀具所需的特定性能，例如硬度、耐磨性、耐热性、韧性和成本等。
硬质合金刀具的型号、分类、用途
硬质合金刀具的型号、分类、用途型号1、整体硬质合金刀具类，包含麻花钻，铣刀，铰刀，镗刀,铣刀片,球头铣刀，锯片铣刀，锥度铣刀，光面塞规，圆棒及阶梯钻。
2、镶合金刀具类，包含铰刀、螺旋立铣刀，钻扩成型刀，汽车轮毂刀，三面刃，T型铣刀和各种成型刀。
3、可转位刀具类，包括硬质合金可转位立铣刀,可转位面铣刀，可转位燕尾铣刀和可转位三面刃。
4、高速钢刀具类，包括高速钢成型铣刀，左旋钻，球面铣刀，钴高速钢刀具及各种非标成型高速钢刀具。
5、行业专用刀具类，包含汽车行业专用刀、动员机行业专用刀、缝纫机行业专用刀、模具行业专用刀、纺机业专用刀和印制线路板行业专用刀。
硬质合金分类与用途－硬质合金分类及用途，直到国家标准正式发布之前，国内相关书本、杂志、资料中表述没有严格规范，通常按合金成份进行分类，用途表述则比较分散。
分类碳化钨基硬质合金：包括WC—Co、WC—TaC—Co、WC—TiC—Co、WC—TiC—TaC —Co、WC—Ti—TaC—NbC—Co等合金，这些合金均以碳化钨为主成份。
碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金：通常以TiC或Ti（C、N）为基础成份，以Ni—Mo作粘结剂而组成的一种硬质合金。
这类硬质合金近几年又有许多新的进展，如含Ta、W等重金属元素的多元复式碳化物固溶体加入研制高性能Ti（C、N）基金属陶瓷等。
碳化铬基硬质合金：以Cr3C2为基，以Ni或Ni—W等作粘结剂而组成的硬质合金，通常用来作耐磨耐腐蚀零件，近几年还大量用于装饰品部件如表链等。
钢结硬质合金：以TiC或 WC为基，钢作粘结剂而组成的一种硬质合金，是一种可进行机加工和热处理的合金，是介于传统硬质合金与合金钢之间的一种工程材料。
涂层硬质合金：通常指在韧性的碳化钨基硬质合金基体上通过化学气相沉积或物理涂层方法，涂上几微米厚的TiC、TiN、Ti（C、N）、Al2O3之类的硬质化合物而生产的。
用途硬质合金具有一系列优良性能，用途十分广泛，随着时间推移用途还在不断扩大，主要用途分述如下：切削工具：硬质合金可用作各种各样的切削工具。
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刀具材料基本要求及种类代号用途
一、刀具材料对切削部分的基本要求
1、切削性能方面
（1）高硬度和耐磨性好刀具材料应比被切削加工工件材料的硬度高，一般硬度指标
均达HRC60以上。
耐磨性是材料抵抗磨损的能力，一般地说，刀具材料硬度愈高则耐磨性愈好。
（2）有足够的强度和韧性强度和韧性是衡量刀具在切削过程中承受各种应力和冲击的能力，一般用抗弯强度和冲击韧度来表示。
（3）有高耐热性和良好的导热性。
2、工艺性能方面
有良好的工艺性能如热处理性能好、磨削性能好、热处理工艺性能好、锻造性、焊接性能好。
二、刀具材料的种类、牌号、规格用途和性能
1、碳素工具钢
是含碳量较高的优质钢。
优点是淬火后硬度较高，可达HRC61～HRC 65,且价格低廉。
缺点是不耐高温，在200℃～250℃即失去原来的硬度，耐磨性差，淬透性差。
用于制造低速手用工具。
如锉刀、锯条、简易冲模剪切刀片等。
常用牌号有T10、T10A、T12、T12A
锉刀锯条
2、合金工具钢
是在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr) 钨(W)锰(Mn)等合金元素，以提高材料的耐热性、耐磨性的韧性。
其淬透性较好，热处理变形小。
淬火硬度可达HRC61～HRC 65,能耐350℃～400 ℃的高温。
可用来制造形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具，如铰刀、拉刀等。
常用牌号有9SiCr、CrWMn等。
铰刀拉刀
3、高速钢是含W和Cr较多的合金工具钢。
常用的牌号有W18Cr4V 和W9Cr4V2，能在600 ℃左右的高温下保持硬度，淬火后硬度可达HRC62～HRC65.用来制造形状复杂的特殊刃具，如铣刀、钻头等。
锥柄钻头柱柄钻头
立铣刀
4、硬质合金主要成分是碳化钨WC和钴Co.硬度可达HRA89～HRA 93.在900℃～1000 ℃内仍能进行正常切削，切削速度比高速钢高4-10倍。
目前国产硬质合金分两类：一类是由WC和Co组成的钨钴类，即K类（YG 类）；一类是由WC、TiC和Co组成的钨钛钴类，即P类（YT类）。
K类韧性较好，适宜加工铸铁、青铜等脆性材料。
常用的牌号有K01、K10、K20等。
其中数字表示Co含量的高低.含量Co较少者,较脆较耐磨,适宜精加工用。
P类比YG类硬度高、耐热性好，适宜加工刚件。
常用牌号有P01、P10、P20等，其中数字表示TiC含量的高低。
TiC越高，韧性越小，而耐磨性和耐热性越高，故适宜精加工用。
端面铣刀刀块
硬质合金车刀 切 断 刀
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