第1章　刀具材料及選用

刀具、機(jī)床和工件組成切削加工的工藝系統(tǒng)，這三者是缺一不可的必備要素和條件。而刀具（刀具材料、刀具幾何參數(shù)和刀具結(jié)構(gòu)）又是其中最活躍、最基本的重要因素。刀具切削性能的好與差，主要取決于刀具材料的性能。它直接影響到切削加工的可能性、生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量、加工成本。刀具材料的發(fā)展與進(jìn)步，推動(dòng)著切削加工技術(shù)的飛躍。刀具技術(shù)與先進(jìn)切削機(jī)床相結(jié)合，工件材料與刀具材料交替發(fā)展與進(jìn)步，推動(dòng)切削加工技術(shù)不斷進(jìn)步，呈現(xiàn)切削加工高質(zhì)量、高速度與操作數(shù)控化的現(xiàn)代新局面。在這當(dāng)中，刀具材料的進(jìn)步起著決定性的作用。在某種意義上講，金屬切削發(fā)展史，就是刀具材料發(fā)展史。刀具材料每一次進(jìn)步或新的性能優(yōu)良的刀具材料出現(xiàn)與應(yīng)用，都會(huì)給切削加工帶來(lái)一次革命性的進(jìn)步。

要想最大地發(fā)揮現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的性能，多、快、好、省地把工件加工出來(lái)，就必須充分認(rèn)識(shí)和選用性能優(yōu)良的刀具材料和刀具。如用高性能高速鋼代替普通高速鋼，不僅可使切削速度提高30%左右，還可使刀具耐用度提高3～4倍；如用硬質(zhì)合金刀具代替高速鋼刀具，就可使切削速度提高4倍以上；如用陶瓷刀具切削淬火鋼和鑄鐵，不僅刀具耐用度提高，切削速度還可比硬質(zhì)合金刀具提高4倍左右；如用立方氮化硼復(fù)合片（PCBN）刀具，切削淬火鋼、各種鑄鐵、鎳基高溫合金就十分容易，而切削速度也比硬質(zhì)合金高幾倍，并使切削純鎳成為可能；如用人造金剛石（PCD、CVD）刀具切削有色金屬和非金屬，不僅切削速度比硬質(zhì)合金高5倍以上，加工質(zhì)量好，而且刀具耐用度是硬質(zhì)合金刀具的幾十倍至幾百倍。性能優(yōu)良的刀具材料，也是解決現(xiàn)代各種難切削材料的主要條件。如過(guò)去高硬度工件材料（陶瓷、硬質(zhì)合金、砂輪等）不能用刀具切削，現(xiàn)在可用超硬刀具材料（PCD、CVD、PCBN）的刀具進(jìn)行切削了。

好的刀具材料，在于合理使用。所以在選用時(shí)，要熟知刀具材料和工件材料的物理、力學(xué)和化學(xué)性能，熟知刀具材料和它們的牌號(hào)、特點(diǎn)及適用范圍，以及這種刀具材料切削相應(yīng)工件材料的合理切削用量，才能達(dá)到理想的切削效果。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，切削加工的勞動(dòng)量占全部機(jī)械制造勞動(dòng)量的40%左右，約70%的各種零件都需用刀具來(lái)切削加工。全世界鋼產(chǎn)量的10%～13%（約2億多噸）是被刀具切削掉，而成為切屑，可見(jiàn)刀具在機(jī)械加工中的意義何等重要。