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本文介绍刀具材料及其合理选用。
（本篇选自《机械加工特色操作及实用案例》第三章第一节 刀具材料及其合理选用）
在金属切削加工中，刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、零件的加工精度和已加工表面质量、刀具消耗和加工成本。正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一，特别是对某些难加工材料的切削，刀具材料的选用显得尤为重要。刀具材料的发展在一定程度上推动着金属切削加工的进步。
一、 刀具材料应具备的基本性能及分类
1. 硬度高
刀具材料的硬度必须更高于被加工材料的硬度，否则在高温高压下，就不能保持刀具锋利的几何形状。目前，切削性能最差的刀具材料——碳素工具钢，其硬度在室温条件下也应在62HRC以上；高速钢的硬度为63~70HRC；硬质合金的硬度为89~93HRA。
HRC和HRA都属洛氏硬度，HRA硬度一般用于高值范围（＞70），HRC硬度值的有效范围是20~70。60~65的硬度相当于81~83。6HRA和维氏硬度687~830HRA。
2. 足够的强度和韧性
刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力。例如，车削45钢时，当ap=4mm，f=0.5mm/r时，刀具要承受约4000N的切削力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的抗弯强度σbb表示它的强度大小。用冲击韧度ak0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。
3. 耐磨性和耐热性好
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。
4. 导热性好
刀具材料的导热性用热导率【单位为W/（m·K）】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，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。此外，导热性好的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零件时尤为重要。
5. 工艺性好
为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻压、焊接、切削加工、热处理、可磨性等。
6. 经济性好
经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，也是正确选用刀具材料，降低产品成本的主要依据之一。
刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料五大类。目前应用最多的是高速钢和硬质合金。据统计，我国目前高速钢用量约占刀具的60％以上，硬质合金的用量约占30％以上，随着难加工材料应用的增加，陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增长。
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