第二节刀具材料

1、第二节第二节 刀具材料刀具材料 刀具切削性能的优劣取决于刀具材刀具切削性能的优劣取决于刀具材料、切削部分几何形状以及刀具的结构。料、切削部分几何形状以及刀具的结构。刀具材料的选择对刀具寿命、加工质量、刀具材料的选择对刀具寿命、加工质量、生产效率影响极大。生产效率影响极大。 一、刀具材料的性能要求一、刀具材料的性能要求 切削时刀具要承受高温、高压、摩切削时刀具要承受高温、高压、摩擦和冲击的作用，刀具切削部分的材料擦和冲击的作用，刀具切削部分的材料须满足以下基本要求：须满足以下基本要求： （1）较高的硬度和耐磨性较高的硬度和耐磨性 （2）较高的耐热性较高的耐热性 （3）足够的强度和韧性足够的强度和

2、韧性 （4）良好的工艺性良好的工艺性 （5）良好的导热性和耐热冲击性能良好的导热性和耐热冲击性能 （6）良好的经济性良好的经济性（1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性硬度硬度:是指材料抵抗其他物体压入其表面的能力。是指材料抵抗其他物体压入其表面的能力。 刀具材料的硬度必须更高于被加工材料的硬度，刀具材料的硬度必须更高于被加工材料的硬度，一般高于一倍至几倍，否则在高温高压下，就不能保一般高于一倍至几倍，否则在高温高压下，就不能保持刀具锋利的几何形状。常温硬度应在持刀具锋利的几何形状。常温硬度应在HRC60以上。以上。目前，切削性能最差的刀具材料目前，切削性能最差的刀具材料-碳素工具钢，其硬度碳

3、素工具钢，其硬度在室温条件下也应在在室温条件下也应在62HRC以上；高速钢的硬度为以上；高速钢的硬度为6370HRC。刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力。 一般说，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。刀具一般说，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。刀具材料的耐磨性和耐热性有着密切的关系。材料的耐磨性和耐热性有着密切的关系。刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能（2） 高的耐热性高的耐热性 耐热性耐热性通常用它在高温下保持较高硬度的性能即高通常用它在高温下保持较高硬度的性能即高温硬度来衡量，温硬度来衡量，或叫热硬性或叫热硬性。高温硬度越高，表示耐。高温硬度越高

4、，表示耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。耐热性差的刀具材料，由于高温磨损的能力也越强。耐热性差的刀具材料，由于高温下硬度显著下降而会很快磨损乃至发生塑性变形，丧下硬度显著下降而会很快磨损乃至发生塑性变形，丧失其切削能力。失其切削能力。 刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能 （3 3） 足够的强度和韧性足够的强度和韧性 为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。例如，车削够的强度和韧性。例如，车削4545钢时，当钢时，当a ap p=4mm=4m

5、m，f=0.5mm/rf=0.5mm/r时，刀片要承受约时，刀片要承受约4000N4000N的切削力。因此，刀的切削力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的抗弯强度抗弯强度bbbb ( (单位为单位为PaNPaNm m。) )表示它的强度大小。表示它的强度大小。用用冲击韧度冲击韧度k k( (单位为单位为J Jm m。) )表示其韧性的大小，它反表示其韧性的大小，它反映刀具材料抗脆性断裂和崩刃的能力。映刀具材料抗脆性断裂和崩刃的能力。 （4 4）良好的工艺性）良好的工艺性 为了便于刀具制造、要求刀具材料有较好的可加工性，为了便

6、于刀具制造、要求刀具材料有较好的可加工性，如热塑性（锻压成形）、焊接工艺性、切削加工性、可如热塑性（锻压成形）、焊接工艺性、切削加工性、可磨削性和热处理工艺性等。磨削性和热处理工艺性等。刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能（5）良好的导热性）良好的导热性 和耐热冲击性能和耐热冲击性能 刀具材料的导热性用热导率刀具材料的导热性用热导率单位为单位为w（mK)来表示。来表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量容易传导出去，热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。此外，导热性好的从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。此外，导热性好的

7、刀具材料其耐热冲击和抗热龟裂的性能增强，这种性能对采用刀具材料其耐热冲击和抗热龟裂的性能增强，这种性能对采用脆性刀具材料进行断续切削，特别在加工导热性能差的工件时脆性刀具材料进行断续切削，特别在加工导热性能差的工件时尤为重要。尤为重要。（6） 经济性好经济性好 经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，也是正确选经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，也是正确选用刀具材料、降低产品成本的主要依据之一。用刀具材料、降低产品成本的主要依据之一。刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能二、常用刀具材料二、常用刀具材料 刀具材料有高速钢、硬质合金、工具刀具材料有高速钢、硬质合金、工具钢、陶瓷、立

8、方氮化硼和金刚石等。目前，钢、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。目前，在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。碳素工具钢、合金工具钢硬质合金两类。碳素工具钢、合金工具钢因耐热性差，仅用于手工或切削速度较低因耐热性差，仅用于手工或切削速度较低的刀具。的刀具。1工具钢工具钢2硬质合金硬质合金 3非金属材料非金属材料 陶瓷陶瓷金刚石金刚石立方氮化硼立方氮化硼 涂层刀具 碳素工具钢碳素工具钢合金工具钢合金工具钢高速钢高速钢刀具材料刀具材料性能特征性能特征刀具种类刀具种类适用工件材料适用工件材料适用加工条件适用加工条件碳素工具钢碳素工具钢Tl0ATl0A、T12A

9、T12AHRC61-65,HRC61-65,高温强度低、高温强度低、淬火时易裂、变形。淬火时易裂、变形。丝锥、锉刀、锯丝锥、锉刀、锯条、小钻头条、小钻头低强度、软材料、有低强度、软材料、有色金属及塑性材料色金属及塑性材料简单手动工具简单手动工具合金工具钢合金工具钢9SiCr,CrWMn9SiCr,CrWMnHRC 61-65,HRC 61-65,高温强度度高温强度度比碳素钢稍好。比碳素钢稍好。拉刀、绞刀、钻拉刀、绞刀、钻头头同上同上热处理变形小热处理变形小的低速工具的低速工具高速钢高速钢HRC 61-65,HRC 61-65,能耐能耐600600C C高温，热硬性尚好高温，热硬性尚好, ,耐磨

10、耐磨性稍好。性稍好。钻头、铣刀、齿钻头、铣刀、齿轮刀具（低、中轮刀具（低、中速）速）低、中强度和硬度的低、中强度和硬度的材料材料复杂刀具复杂刀具硬质合金硬质合金HRC 74-81,HRC 74-81,能耐能耐1000 1000 C C高温，热硬性好高温，热硬性好, ,耐耐磨性好。磨性好。车、铣、拉、刨车、铣、拉、刨钻头、绞刀（中钻头、绞刀（中高速）高速） 中等以上强度和硬度中等以上强度和硬度的材料的材料各种刀具各种刀具陶瓷材料陶瓷材料HRA 91-95 HRA 91-95 ，热硬性好，热硬性好，抗弯性差，易碎。抗弯性差，易碎。车刀（高速）车刀（高速）各种材料各种材料不可断续切削不可断续切削立方

11、氮化硼立方氮化硼HV 73-9000 HV 73-9000 ，热硬性高，热硬性高，可耐可耐15001500C C，与铁素的，与铁素的亲和力小。亲和力小。车刀、铣刀（中车刀、铣刀（中高速）高速）淬硬合金钢、高速钢、淬硬合金钢、高速钢、淬硬、冷硬铸铁、纯淬硬、冷硬铸铁、纯镍高温合金镍高温合金用于连续切削、用于连续切削、避免冲击振动避免冲击振动人造金刚石人造金刚石1000HV1000HV，热硬性好。，热硬性好。车刀、铣刀、砂车刀、铣刀、砂轮等轮等硬质合金、陶瓷、玻硬质合金、陶瓷、玻璃、有色金属及合金璃、有色金属及合金不易加工的铁族不易加工的铁族金属金属常用刀具材料常用刀具材料1 1 碳素工具钢碳素工

12、具钢 碳素工具钢碳素工具钢是含碳量较高的优质钢是含碳量较高的优质钢( (含碳量为含碳量为0 0 7 71.21.2。如。如T10AT10A等等) )，淬火后硬度较高、价廉，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。但耐热性较差。 在碳素工具钢中加入少量的在碳素工具钢中加入少量的C Cr r、W W、M Mn n、S Si i等元等元素，形成素，形成合金工具钢合金工具钢( (如如9S9Si iCrCr等等) )，可适当减少热处，可适当减少热处理变形和提高耐热性。理变形和提高耐热性。 由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些切削速度不高的手工工具，如锉刀、锯

13、条、造一些切削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀等，较少用于制造其他刀具。铰刀等，较少用于制造其他刀具。二二. 常用刀具材料常用刀具材料2-22 2 高速钢高速钢 高速钢是一种含钨高速钢是一种含钨(W)(W)、钼、钼(Mo)(Mo)、铬、铬(Cr)(Cr)、钒、钒(V)(V)等合金等合金元素较多的合金工具钢。元素较多的合金工具钢。 以重量计其碳的质量分数为以重量计其碳的质量分数为0.7%0.7%1.51.5，铬的质量分数，铬的质量分数约为约为4%4%，钨的质量分数和钼的质量分数为，钨的质量分数和钼的质量分数为101020%20%，钒的质，钒的质量分数为量分数为1 15 5。由于合金元素与碳

14、化合形成较多的高硬。由于合金元素与碳化合形成较多的高硬度碳化物，如碳化钒，硬度高达度碳化物，如碳化钒，硬度高达2800HV2800HV，且晶粒细小，分布，且晶粒细小，分布均匀。均匀。 高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC62HRC626767）和）和耐热性（切削温度可达耐热性（切削温度可达550550600600C C），与碳素工具钢和合金），与碳素工具钢和合金工具钢相比切削速度可提高工具钢相比切削速度可提高1 13 3倍，故得名倍，故得名“高速钢高速钢”，提，提高耐用度高耐用度10104040倍。铅在钢中提高了淬透性，使小型刀具在倍。铅在钢中提高了淬

15、透性，使小型刀具在空气中冷却就能淬硬，且能刃磨得锋利，故高速钢又有空气中冷却就能淬硬，且能刃磨得锋利，故高速钢又有“风风钢钢”或或“锋钢锋钢”之称。可加工包括有色金属、高温合金在内之称。可加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛的材料。的范围广泛的材料。 高速钢具有高的强度高速钢具有高的强度( (抗弯强度为一般硬质合金的抗弯强度为一般硬质合金的2 23 3倍，为陶瓷的倍，为陶瓷的5 56 6倍倍) )和韧性，抗冲击振动的能力较强，适和韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。宜制造各类刀具。 高速钢刀具制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的高速钢刀具制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃，

16、因此在复杂刀具刀刃，因此在复杂刀具( (钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等轮刀具等) )的制造中，高速钢占有重要的地位。的制造中，高速钢占有重要的地位。l 牌号：牌号：通用高速钢：通用高速钢：钨系钨系 W18Cr4VW18Cr4V 钼系钼系 W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2 主要用于一般材料的常规加工，速度不高于主要用于一般材料的常规加工，速度不高于50m/min.50m/min. 高性能高速钢：高性能高速钢：高钒高速钢高钒高速钢 W12Cr4V4Mo W12Cr4V4Mo 高钴高速钢高钴高速钢 W2Mo9Cr4VCo8 W2Mo9Cr4VCo8 高铝

17、高速钢高铝高速钢 W6Mo5Cr4V2Al W6Mo5Cr4V2Al 主要用于难加工材料的加工，加工普通材料可达主要用于难加工材料的加工，加工普通材料可达90m/min.90m/min.高速钢高速钢高速钢高速钢绝大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀、深孔钻、绝大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀、深孔钻、浅孔钻、铰刀等均已采用硬质合金制造。是目前最浅孔钻、铰刀等均已采用硬质合金制造。是目前最主要的刀具材料之一。主要的刀具材料之一。组成：由硬度和熔点很高的碳化物（组成：由硬度和熔点很高的碳化物（硬质相硬质相）和金属（和金属（粘结相粘结相）通过粉末冶金工艺制成的。）通过粉末冶金工艺制成的。硬质合金金属：Co、

18、Mo、Ni粘结相硬质相碳化物：WC、TiC、TaC、NbC3 3 硬质合金硬质合金 硬度为硬度为HRA89HRA899393，能耐，能耐85085010001000的高温，具有的高温，具有良好的耐磨性，允许使用的切削速度可达良好的耐磨性，允许使用的切削速度可达100100300m300mminmin，可加工包括淬硬钢在内的多种材料，因此获得广，可加工包括淬硬钢在内的多种材料，因此获得广泛应用。但是，硬质台金的泛应用。但是，硬质台金的抗弯强度低，冲击韧性差，抗弯强度低，冲击韧性差，刃口不锋利，较难加工，不易做成形状较复杂的整体刀刃口不锋利，较难加工，不易做成形状较复杂的整体刀具具，因此目前还不能

19、完全取代高速钢。，因此目前还不能完全取代高速钢。 常用的硬质台金有钨钴类（常用的硬质台金有钨钴类（YGYG类类) )、钨钛钴类、钨钛钴类(YT(YT类类) )和通用硬质台金和通用硬质台金(YW(YW类类) )三类。三类。硬质合金牌号的表示方法硬质合金牌号的表示方法YG6X硬的汉硬的汉语拼音语拼音第一个第一个字母字母G6钨钴钨钴类合金及类合金及钴含量钴含量.T15钨钴钛钨钴钛类合类合金及金及TiC含量含量.W钨钴钛钽钨钴钛钽类合类合金。金。N钨钛镍钼钨钛镍钼合金合金附加字母分别表附加字母分别表示示X细晶粒细晶粒C粗晶粒粗晶粒N加铌元素加铌元素A加钽元素加钽元素 硬质合金硬质合金（1）钨钴类（）钨

20、钴类（YG） YG YG类硬质台金主要由碳化钨（类硬质台金主要由碳化钨（WCWC）和钴（）和钴（CoCo）组成，）组成，常用的牌号有常用的牌号有YG3YG3、YG6YG6、YG8YG8等。等。YGYG类硬质台金的抗弯类硬质台金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩很适宜切削切屑呈崩碎状的碎状的铸铁等脆性材料铸铁等脆性材料, ,有色金属和非金属材料有色金属和非金属材料。YGYG类类硬质台金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削硬质台金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属投合金的效果也较好。有色金属投合金的效果也较好。由于由于YGYG类硬

21、质合金的耐类硬质合金的耐热性和耐磨性较差，因此一般热性和耐磨性较差，因此一般不用于普通钢材的切削加不用于普通钢材的切削加工工。但它的韧性好，导热系数较大，可以用来加工。但它的韧性好，导热系数较大，可以用来加工不锈不锈钢和高温合金（钛合金）钢和高温合金（钛合金）等难加工材料。等难加工材料。 硬质合金硬质合金（2） 钨钛钴类钨钛钴类(YT类类) YT YT类硬质台金主要由碳化钨、碳化钛和钴组类硬质台金主要由碳化钨、碳化钛和钴组成，常用的牌号有成，常用的牌号有YT5YT5、YTl5YTl5、YT30YT30等。它里面加等。它里面加入了入了碳化钛碳化钛后，增加了硬质台金的硬度、耐热性、后，增加了硬质台

22、金的硬度、耐热性、抗粘接性和抗氧化能力。但由于抗粘接性和抗氧化能力。但由于YTYT类硬质合金的类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较差，故抗弯强度和冲击韧性较差，故主要用于切削主要用于切削普通普通碳钢及合金钢（钢料）碳钢及合金钢（钢料）等材料。等材料。硬质合金硬质合金（3） 通用硬质合金通用硬质合金(YW类类) 钨钛钽钨钛钽( (铌铌) )钴类硬质台金钴类硬质台金(YW(YW类类) )它是在普通硬质它是在普通硬质合金中加入了少量的稀有高熔点金属碳化钽（合金中加入了少量的稀有高熔点金属碳化钽（TaC)TaC)或或碳化铌碳化铌(NbC)(NbC)，能阻止，能阻止WCWC晶粒在烧结过程中长大，起到晶粒在烧

23、结过程中长大，起到细化晶粒的作用。从而提高了硬质合金的韧性和耐热细化晶粒的作用。从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有较好的综合切削性能。性，使其具有较好的综合切削性能。YWYW硬质合金主要硬质合金主要用于不锈钢、耐热钢、高锰钢的加工，也适用于普通用于不锈钢、耐热钢、高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质台金通用型硬质台金，常，常用的牌号有用的牌号有YWlYWl、YW2YW2等。主要用于等。主要用于耐热钢、高锰钢、耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料不锈钢等难加工材料。YW1YW1适用于精加工，适用于精加工，YW2YW2适用于适用于粗加工

24、。粗加工。YWYW类硬质合金成本高，使用受限。类硬质合金成本高，使用受限。 硬质合金硬质合金2-3TiC62%硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金 涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，采用化学气相沉积上，采用化学气相沉积(CVD)(CVD)或物理气相沉积或物理气相沉积(PVD)(PVD)的工艺的工艺方法，涂覆一薄层方法，涂覆一薄层( (约约5 512um)12um)高硬度、耐磨性高、难熔金高硬度、耐磨性高、难熔金属化合物属化合物(T(Ti iC C、T Ti iN N、ALAL2 2O O3 3等等) ) 而获得的。这样可使刀片既而获得的

25、。这样可使刀片既保持了普通硬质合金基体的强度和韧性，又使表面有更高保持了普通硬质合金基体的强度和韧性，又使表面有更高的硬度的硬度( (可达可达150015003000HV)3000HV)和耐磨性更小的摩擦因数和和耐磨性更小的摩擦因数和高的耐热性高的耐热性( (达达8008001200)1200)。实践证明，涂层刀片在高速。实践证明，涂层刀片在高速切削钢件和铸铁时能获得良好效果，比未涂层刀片的刀具切削钢件和铸铁时能获得良好效果，比未涂层刀片的刀具寿命提高寿命提高1 13 3倍，高者可达倍，高者可达5 51010倍。此外，涂层刀片通用倍。此外，涂层刀片通用性好，一种涂层刀片可代替几种未涂层刀片使用

26、，大大简性好，一种涂层刀片可代替几种未涂层刀片使用，大大简化了刀具管理和降低了刀具成本，获得较好的经济效益。化了刀具管理和降低了刀具成本，获得较好的经济效益。1 1 涂层刀具涂层刀具三、新型刀具材料三、新型刀具材料涂层刀具涂层刀具 陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔点都很高的陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔点都很高的AlAl2 2O O3 3、SiSi3 3N N4 4等氧化物、氮化物，再加入少量的金属碳化物、氧化等氧化物、氮化物，再加入少量的金属碳化物、氧化物或纯金属等添加剂，经压制成形后烧结而成的一种刀具物或纯金属等添加剂，经压制成形后烧结而成的一种刀具材料。它的硬度可达到材料。它的硬度可达

27、到HRA91HRA919595，在，在12001200的切削温度的切削温度下仍可保持下仍可保持HRA80HRA80的硬度。另外，它的化学惰性大，摩擦的硬度。另外，它的化学惰性大，摩擦系数小，耐磨性好，加工钢件时的寿命为硬质合金的系数小，耐磨性好，加工钢件时的寿命为硬质合金的10101212倍。倍。 其最大缺点是脆性大，抗弯强度和冲击韧性低。因此其最大缺点是脆性大，抗弯强度和冲击韧性低。因此它主要用于它主要用于半精加工和精加工高硬度、高强度钢和冷硬铸半精加工和精加工高硬度、高强度钢和冷硬铸铁等材料。铁等材料。常用的陶瓷刀具材料有氧化铝陶瓷，复合氧化常用的陶瓷刀具材料有氧化铝陶瓷，复合氧化铝陶瓷以

28、及复合氧化硅陶瓷等。铝陶瓷以及复合氧化硅陶瓷等。2 2 陶瓷材料陶瓷材料2 2 陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料 金刚石是碳的同素异构体，分天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是碳的同素异构体，分天然金刚石和人造金刚石两种。人造金刚石是在高温人造金刚石是在高温( (约约20002000C)C)、高压、高压(5(59GPa)9GPa)和金属触媒作和金属触媒作用的条件下，由石墨转化而成的。金刚石刀具的性能特点是：用的条件下，由石墨转化而成的。金刚石刀具的性能特点是：1 1） 有极高的硬度和耐磨性有极高的硬度和耐磨性 人造金刚石的硬度高达人造金刚石的硬度

29、高达10000HV10000HV，比硬质合金的硬度，比硬质合金的硬度(1300(13001800HV)1800HV)和陶瓷的硬度高几倍，是世界已发现的最硬材料。和陶瓷的硬度高几倍，是世界已发现的最硬材料。人造金刚石的耐磨性为硬质合金的人造金刚石的耐磨性为硬质合金的60608080倍。倍。2 2） 有锋利的切削刃有锋利的切削刃 人造金刚石的切削刃钝圆半径很小，能进行超精密微量切削，人造金刚石的切削刃钝圆半径很小，能进行超精密微量切削，使已加工表面冷硬层很小，尺寸精度和几何形状精度可达到使已加工表面冷硬层很小，尺寸精度和几何形状精度可达到3 31 1m m，表面粗糙度值可达到，表面粗糙度值可达到R

30、a0.02Ra0.020.06 0.06 m m ），可实现镜面加），可实现镜面加工。工。3 3 人造金刚石人造金刚石3 3）很高的导热性）很高的导热性 人造金刚石有较低的线膨胀系数和摩擦系数。其人造金刚石有较低的线膨胀系数和摩擦系数。其热导率约为硬质台金的热导率约为硬质台金的2 27 7倍，陶瓷的倍，陶瓷的7 73636倍，而热倍，而热膨胀系数只有硬质台金的膨胀系数只有硬质台金的1/1l1/1l和陶瓷的和陶瓷的1 18 8。固此，。固此，切削热变形小，尺寸精度稳定。切削热变形小，尺寸精度稳定。4 4） 耐热性较差耐热性较差 人造金刚石的温度超过人造金刚石的温度超过800800C C时就会碳化

31、而失去切削时就会碳化而失去切削能力；且与铁有较强的化学亲和力。高温时金刚石中能力；且与铁有较强的化学亲和力。高温时金刚石中的碳元素会很快扩散到铁中去，而使刃口的碳元素会很快扩散到铁中去，而使刃口“破裂破裂”。因此，因此，金刚石刀具一般不适于加工铁系金属。金刚石刀具一般不适于加工铁系金属。3 3 人造金刚石人造金刚石 5 5） 强度很低强度很低 人造金刚石脆性大，抗冲击能力差，对振动很敏感，人造金刚石脆性大，抗冲击能力差，对振动很敏感，要求机床精度高、平稳性好，且只适于切削层面积不大要求机床精度高、平稳性好，且只适于切削层面积不大的精细加工。的精细加工。使用场合：使用场合： 人造金刚石人造金刚石

32、主要用于制作磨具和磨料主要用于制作磨具和磨料，用作刀具材，用作刀具材料时，多用于在高速下精细车削或镗削有色金属及非金料时，多用于在高速下精细车削或镗削有色金属及非金属材料。尤其是用它切削加工硬质合金、陶瓷、高硅铝属材料。尤其是用它切削加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨性的材料时，具有很合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨性的材料时，具有很大的优越性。大的优越性。3 3 人造金刚石人造金刚石 3 3 人造金刚石人造金刚石3 3 人造金刚石人造金刚石 立方氮化硼是由六方氮化硼（俗称白石墨）在高温立方氮化硼是由六方氮化硼（俗称白石墨）在高温高压下加入催化剂转变而成的。它是高压下加入催

33、化剂转变而成的。它是7070年代才发展起来年代才发展起来的一种新型刀具材料，其特点：的一种新型刀具材料，其特点：1 1） 硬度很高硬度很高 可达到可达到HV8000HV8000900090002 2）热稳定性好）热稳定性好 立方氮化硼具有比金刚石更好的热稳定性，其耐热性立方氮化硼具有比金刚石更好的热稳定性，其耐热性可达可达1300130014001400C C，其高温硬度高于陶瓷刀具。当温，其高温硬度高于陶瓷刀具。当温度高达度高达1370 1370 C C以上时，才开始由立方晶体转变为六方以上时，才开始由立方晶体转变为六方晶体而软化。因此，晶体而软化。因此，CBNCBN适合在高速下加工高温合金

34、。适合在高速下加工高温合金。4 4 立方氮化硼（立方氮化硼（CBNCBN）3 3） 化学稳定性好化学稳定性好 立方氮化硼具有比金刚石更好的化学惰性，在立方氮化硼具有比金刚石更好的化学惰性，在1000 1000 C C以下时，不发生氧化现象，与铁系金属在以下时，不发生氧化现象，与铁系金属在120012001300 1300 C C时也不易起化学反应。因此，在高速下切削淬火钢，冷硬时也不易起化学反应。因此，在高速下切削淬火钢，冷硬铸铁时铸铁时, ,其粘接和扩散磨损较小，但在高温时其粘接和扩散磨损较小，但在高温时(1000(1000以上以上) )易与水产生化学反应。易与水产生化学反应。4 4） 有较

35、高的热导率和较小的摩擦系数有较高的热导率和较小的摩擦系数 立方氮化硼的热导率比金刚石低立方氮化硼的热导率比金刚石低( (约为金刚石的约为金刚石的1 12)2)但但远高于陶瓷刀具，且热导率随温度的升高而增加。这一性远高于陶瓷刀具，且热导率随温度的升高而增加。这一性能对降低刀尖处的温度大有好处，并且摩擦系数小。能对降低刀尖处的温度大有好处，并且摩擦系数小。4 4 立方氮化硼（立方氮化硼（CBNCBN）5 5） 强度及韧性较差强度及韧性较差 立方氮化硼的抗弯强度约为陶瓷刀具的立方氮化硼的抗弯强度约为陶瓷刀具的1 15 51 12 2，一，一般只用于精加工。般只用于精加工。 根据根据CBNCBN的性能特点，它最适于加工高硬度淬火钢、高的性能特点，它最适于加工高硬度淬火钢、高温合金等。特别在精镗小直径孔时温合金等。特别在精镗小直径孔时( 6( 635mm)35mm)，公差等，公差等级可达级可达I