数控机床刀具材料的种类

1.高速钢
　　它是一种加入了较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。具有较高的热稳定性、高的强度(抗弯强度是硬质合金的2～3倍，为陶瓷的5～6倍) 和韧性（较硬质合金和陶瓷高十几倍）、一定的硬度和耐磨性。容易制造成型，且易磨出锋利的刀刃，常用来制作形状复杂的刀具。按用途或工艺不同，高速钢可分为：
　 通用型高速钢。广泛用于制造各种复杂的刀具，可切削硬度在250～280HBS以下的大部分结构钢和铸铁材料。按钢中的含钨量不同，可分为钨钢和钨钼钢两类。钨钢的典型牌号有W₁₈Cr₄V（简称W₁₈，其综合性能较好，但强度、韧性显得不够，热塑性差）、W₁₈Cr₄VMnXt(其碳化物分 分布及热塑性较前者要好)，钨钼钢的典型牌号有W₆Mo₅Cr₄V₂(简称W6,其热塑性好，适合轧制或扭或扭制钻头，热稳定性低于W18)、W9Mo3Cr4V(简称W9，其力学性能优于上述牌号，具有良好的热)塑性)。
　 高性能高速钢。包括高碳高速钢、高钒高速钢、钴高速钢和超硬度高速钢等，又称高热稳定
　 性能高速钢，其刀具耐用度约为通用性高速钢刀具的1.5～3倍，适合于加工奥氏体不锈钢、高温　温合金、钛合金、超高强度钢等难加工的材料。常见牌号有：W₂Mo₉Cr₄Co₈、W₆Mo₅Cr₄V₂Al、W₁₀Mo₄Cr₄V₃Al等。
　 粉末冶金高速钢。是用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水，直接得到细小的高速钢粉末，然后将这种粉末在高温高压下压制成致密的钢坯，最后将钢坯轧成钢材或刀具形状的一种高速钢。其优点是可得到细小均匀的结晶组织，具有很好的磨削加工性。特别适合制造难加工材料的刀具和大尺寸刀具(如滚刀、插齿刀)，也适合制造精密刀具。
2.硬质合金
　　硬质合金是由难熔金属碳化物(TiC、WC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)经粉末冶金方法制成的。硬质合金的硬度和耐磨性都很高，其切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍；但抗弯强度和冲击韧性较差。由于其优良的切削性能，广泛地被用作刀具材料，绝大多数车刀、端铣刀采用硬质合金制造；深孔钻、铰刀以及一些复杂的刀具如齿轮滚刀现在也采用硬质合金。
　　ISO标准将切削用硬质合金分为三类：P类(相当于我国的YT类)、K类(相当于我国的YG类)和M类(相当于我国的YW类)。
　 WC-Co(YG)类硬质合金，主要由WC+Co组成，有粗晶粒、中晶粒、细晶粒和超细晶粒之分。常用的牌号有YG3X、YG6X、YG6、YG8等，主要用于加工铸铁及有色金属。
　 WC-TiC-Co(YG) 类硬质合金，这类硬质合金中除含有WC外，还还有5%～30%的TiC，常用的牌号有YT5、YT14、YT15及YT30，主要用于加工钢料。
　 WC-Tic-TaC(NbC)-Co(YW)类硬质合金，在上述硬质合金中加入一定数量的TaC(NbC)，常用牌号有YW1和YW2，可用于加工铸铁及有色金属、各种钢料及其合金。
3.涂层刀具
　　涂层刀具是在韧性较好的硬质合金刀具基体上，涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而获得的。常用的涂层材料有TiC、TiN、TiB₂、ZrO₂、Ti(C、N)及Al₂O₃等。
　　涂层硬质合金一般采用化学气相沉积法(CVD法)生产。沉积温度1000^oC涂层物质以TiC最为广泛。数控机床上不重磨刀具的广泛使用，为发展涂层硬质合金刀具开辟了广阔的天地。实践证明，涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1～3倍。
　　涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法(PVD)生产，沉积温度500左右，这是当代刀具技术发展的一个主要潮流之一。涂层高速钢刀具主要有钻头、丝锥、滚刀、立铣刀等，且在TiN涂层的机床上，发展了更好的TiAlN和Ti(C、N)涂层等，其刀具耐用度可提高2～10倍以上。
4.陶瓷刀具
　　陶瓷刀具材料是在陶瓷基体上重添加各种碳化物、氮化物、硼化物和氧、氮化物等并按一定生产工艺制成的。它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性等独特的优越性，在 高速切削范围以及加工某些难加工材料，特别是加热切削法方面，包括涂层刀具在内的任何高速钢和硬质合金刀具都无法与之相比。可用于制造各种车刀包括成型车刀、镗刀、铰刀及铣刀等。陶瓷刀具材料的品种牌号很多，按其主要成分大致可分为以下三类：
　 氧化铝系陶瓷。 它是以氧化铝（Al₂O₃）为主体的陶瓷材料，其中包括纯氧化铝陶瓷、氧化铝中添加各种碳化物、氧化物、氮化物与硼化物等地组合陶瓷。其突出优点是硬度及耐磨性高缺点是脆性大，抗弯强度低，抗热冲击性能差，目前多数用于铸铁和调质钢的高速精加工。
　 氮化硅系陶瓷。它包括氮化硅(Si₃N₄)陶瓷和氮化硅为基体的添加其它碳化物制成的组合氮化硅陶瓷。其抗弯强度和断裂韧性比氧化铝系陶瓷有所提高，抗热冲击性也较好，在加工淬硬钢冷硬铸铁、石墨制品及玻璃钢等材料时都取得了很好的效果。
　 复合氮化硅-氧化铝(Si₃N₄+ Al₂O₃)系陶瓷。其主要成分为硅(Si)、铝(Al)、氧(O)、氮(N),因而取名为赛阿龙(Sialon).该材料具有极好的耐高温性能、抗热冲击和抗机械冲击性能。它加工铸铁、镍基超级合金的性能比热压氧化铝系陶瓷刀片优越得多，其主要特点之一是能够采用大进给量，可以采用很高的切削速度。 另外，某些超硬刀具材料如金刚石及立方氮化硼制作的刀具也开始用于数控机床和加工中心能对某些难加工材料进行高精度和高效率加工。