金屬切削是制造業(yè)中最基本的加工方法，它是利用刀具切除被加工零件多余材料，從而獲得合格零件的過程。選擇合適的刀具材料對于加工效率和加工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。優(yōu)質(zhì)切削刀具應(yīng)該具有較高的硬度和耐磨性、足夠的強度和韌性、較高的耐熱性、良好的工藝性與經(jīng)濟性、較好的導(dǎo)熱性和較小的膨脹系數(shù)。在各種材料中，可能針對以上各個方面，有各自不同的表現(xiàn)，這就需要加工人員綜合分析各方面要求，選擇一種最理想的搭配結(jié)果。

常用的刀具材料主要分為四大類：工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬質(zhì)刀具材料，下面我們來看一下這四大類各自的特點是什么。

一、工具鋼刀具

用來制造刀具的工具鋼又包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。其主要特點是耐熱性差但抗彎強度高，價格便宜，焊接與刃磨性能好。廣泛應(yīng)用于中低速切削的成形刀具，不適合高速切削。

碳素工具屬于特殊質(zhì)量非合金鋼，加工性良好且價格便宜，在工具鋼中用量較大。碳素工具鋼在熱處理后可以獲得很高的硬度，但在切削溫度高于250到300攝氏度時，馬氏體會發(fā)生分解，使硬度降低。再加上其碳化物分布不均勻，淬火后變形較大，易產(chǎn)生裂紋，且淬透性差、淬硬層薄，只適于用于低速切削刀具，如銼刀、手用鋸條等。

合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加熱鉻、鎢、釩等合金元素，以提高其淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。熱硬性達到325至400攝氏度，允許的切削速度為每分鐘10到15米，因此主要用于低速加工工具如絲錐、板牙等。

高速鋼是含有較多的鎢、鉬、鉻、釩等元素，高硬度、高耐磨性的工具鋼，綜合性能較好，是應(yīng)用范圍最廣的一種刀具材料。高速鋼經(jīng)熱處理后硬度達62到66HRC，抗彎強度為3.3GPa，耐熱性為600攝氏度左右，且熱處理變形小、能鍛造、易磨出較鋒利的刃口，常用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具和孔加工刀具。

二、硬質(zhì)合金刀具

硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物與粘結(jié)金屬通過粉末冶金制成的一種合金材料，其在硬度、強度、韌性、耐熱性、耐磨性和耐腐蝕性等方面都要高于工具鋼，是當今最主要的刀具材料之一。硬質(zhì)合金刀具切削速度比高速鋼快4到7倍，壽命高5到80倍，但缺點是脆性較大，不能制成形狀復(fù)雜的整體刀具，所以常被制成刀片，再采用焊接，粘接，機械夾持等方法安裝在刀體或模具上使用。

三、陶瓷刀具

近年來，隨著對高溫結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域研究的不斷深入，使氮化硅陶瓷性能得到了大幅提升，從而使氧化硅陶瓷刀具迅速發(fā)展起來，成為了比硬質(zhì)合金刀具切削速度更快，也更耐磨的新型刀具。陶瓷刀具是以氧化鋁或氮化硅為基體，再加入少量的金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。其具有硬度高、耐磨性好、耐熱性強、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、摩擦系數(shù)低、強度與韌性低、熱導(dǎo)率低等特點，因此適用于以較高速度對硬材料進行精細加工的刀具。

四、超硬質(zhì)刀具

超硬質(zhì)刀具是以金剛石、立方氮化硼等為材料的刀具，具有優(yōu)異的機械性能和物理性能，硬度遠遠高于以上三種刀具材料。

立方氮化硼具有較高的硬度、耐熱性和穩(wěn)定性，對鐵族元素呈惰性，因此最適合制做刀具用來切削各種淬硬質(zhì)鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼等，以及各種鐵基、鎳基、鈷基和其他熱噴涂零件。金剛石具是自然界硬度最高的物質(zhì)，用其制做的刀具應(yīng)用范圍更廣泛，可以加工各種難加工材料和非難加工材料。但天然金剛石價格昂貴，主要應(yīng)用于有色金屬及非金屬的精密加工。

隨著現(xiàn)代社會的進步和科學(xué)技術(shù)的日新月異，機械材料加工對刀具的材料要求也越來越高，因此，熟練掌握了解各種刀具的使用及材料的特點，才能更好的選擇和正確使用刀具，制造出更加精確的零件。