第1章　刀具材料及选用

刀具、机床和工件组成切削加工的工艺系统，这三者是缺一不可的必备要素和条件。而刀具（刀具材料、刀具几何参数和刀具结构）又是其中最活跃、最基本的重要因素。刀具切削性能的好与差，主要取决于刀具材料的性能。它直接影响到切削加工的可能性、生产效率、加工质量、加工成本。刀具材料的发展与进步，推动着切削加工技术的飞跃。刀具技术与先进切削机床相结合，工件材料与刀具材料交替发展与进步，推动切削加工技术不断进步，呈现切削加工高质量、高速度与操作数控化的现代新局面。在这当中，刀具材料的进步起着决定性的作用。在某种意义上讲，金属切削发展史，就是刀具材料发展史。刀具材料每一次进步或新的性能优良的刀具材料出现与应用，都会给切削加工带来一次革命性的进步。

要想最大地发挥现代数控机床的性能，多、快、好、省地把工件加工出来，就必须充分认识和选用性能优良的刀具材料和刀具。如用高性能高速钢代替普通高速钢，不仅可使切削速度提高30%左右，还可使刀具耐用度提高3～4倍；如用硬质合金刀具代替高速钢刀具，就可使切削速度提高4倍以上；如用陶瓷刀具切削淬火钢和铸铁，不仅刀具耐用度提高，切削速度还可比硬质合金刀具提高4倍左右；如用立方氮化硼复合片（PCBN）刀具，切削淬火钢、各种铸铁、镍基高温合金就十分容易，而切削速度也比硬质合金高几倍，并使切削纯镍成为可能；如用人造金刚石（PCD、CVD）刀具切削有色金属和非金属，不仅切削速度比硬质合金高5倍以上，加工质量好，而且刀具耐用度是硬质合金刀具的几十倍至几百倍。性能优良的刀具材料，也是解决现代各种难切削材料的主要条件。如过去高硬度工件材料（陶瓷、硬质合金、砂轮等）不能用刀具切削，现在可用超硬刀具材料（PCD、CVD、PCBN）的刀具进行切削了。

好的刀具材料，在于合理使用。所以在选用时，要熟知刀具材料和工件材料的物理、力学和化学性能，熟知刀具材料和它们的牌号、特点及适用范围，以及这种刀具材料切削相应工件材料的合理切削用量，才能达到理想的切削效果。

据有关资料统计，切削加工的劳动量占全部机械制造劳动量的40%左右，约70%的各种零件都需用刀具来切削加工。全世界钢产量的10%～13%（约2亿多吨）是被刀具切削掉，而成为切屑，可见刀具在机械加工中的意义何等重要。