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1、新型刀具的发展方向今年来，为把我国打造成为制造业的强国，发展大型、精密，高速数控设备和功能部件成为国家重要的目标么一。随着高精密、高转速数控机床大量应用，刀具在材料、结设计理念与方法上不断创新和发展，发生了巨大的变革。常用刀具材料分为以下儿类：（1）高速钢材料；（2）硬质合金材料；（3）陶瓷刀具材料；（4）超硬刀具材料巴它们的力学性能比较如表1。本文就上述内容进行叙述和分析。表1几种刀具材料的力学性能比较⑵材料性能-刀具材料高速钢WC硬质合金纳米改性金属陶瓷非金属陶瓷立方氮化硼硬度83-86HRA89-95HRA92.9HRA91-95HRA8000-90
2、00HV抗弯强度/Gpa1.96-5.880.732541.360.29-0.680.2941高速钢高速钢是一种加入了较多的钩（W）、钳（Mo）、钻（Cr）＞锐（V）等元素的高合金工具钢。热处理后能在温度500〜650吋进行切削，而硬度无明显下降，具有良好的热硬性⑷。用其制造的刀具切削速度是普通刀具钢的1〜3倍，可达60m/min以上（故而得其名），提高刀具耐用度10〜40倍以上。高速钢的类型有通用型高速钢和高性能高速钢。1.1通用型高速钢（1）钩系高速钢1900年美国发明，典型牌号W18Cr4V,切削中碳钢速度达30m/min,热处理硬度达63-66HR
3、C,抗弯强度达3500MPa,可以满足一般性能的要求，生产工艺成熟，通用性强，在工业上应用十分广泛。但碳化物偏析比较严重，热塑性差，不便于热加工成型，在加工特硬材料时不能满足对刀具硬度和红硬性的要求。由于餌和其他合金元素的含量较多，成本亦较高。国内市场比例约16.5%。（2）钩钥系高速钢1937年美国发明，典型牌号为W6Mo5Cr4V2,其碳化物分布细小均匀，韧性和高温塑性比W18Cr4V高50%,抗弯强度达4700MPa,热处理硬度和切削性能与W18Cr4V基本相同，成本低，目前正在取代钩系高速钢。常用于制造钻头、丝锥、铳刀、较刀、拉刀、齿轮刀具等刀具。
4、但耐磨性略逊于W18Cr4V，脱碳敏感性稍强，国内市场比例约69%。我国近年发展的新品种W9Mo3Cr4V,它强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2,硬度为63〜64HRC,容易轧制、锻造，热处理工艺范围广，脱碳敏感性小，成本更低，国内市场比例约ll%o1.2高性能高速钢通过调整高速钢的化学成分和添加其它合金元素，使其性能进一步得到提高。具有更好的硕度和热硕性，切削温度在650°C时，碾度仍可保持在60HRC以上。耐用度为普通高速钢的1.5〜3倍，适用于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。只是在中等速度加工软材料时，优越性不明显。主
5、要品种有：（1）高碳系高速钢1939年美国发明高碳高帆高速钢，淬冋火硬度达67〜68HRC,耐磨性好。典型牌号有碳含量高达0.9%的9W18Cr4V,其硬度、耐磨性及热硬性都比较好。在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时，刀具寿命能够显著提高。但抗弯强度只有3000MPa,冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。（2）钻高速钢1958〜1963年美国发明M40系高速钢，硬度达70HRC。典型牌号有饥含量仅为1%、钻含量达8%的W2Mo9Cr4Vco8o其硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好,热处理硬度达67〜70HCR,适于制成各种刀具和复杂刀具，用于切削难加工材料
6、，国际上应用很普遍。在我国，因钻资源缺乏，其成本约为通用型高速钢的5〜8倍，使用受到一定影响。（3）铝高速钢我国研制出无钻、含铝的高性能高速钢，典型牌号有W6Mo5Cr4V2AKW6Mo5Cr4V5SiNbAl等，在W6Mo5Cr4V2.W6Mo5Cr4V5+加入铝（A1）和硅（Si）、锯（Nb）元素，并增碳（C）来提高热硬性、耐磨性。切削温度600°C时，硕度达68HRC,抗弯强度3700MPao他是立足于我国资源情况的无钻高速钢，性能好成本低。但它易氧化及脱碳，可塑性、可磨性比钻高速钢稍差，仍需改进。（4）粉末冶金高速钢高速钢的质量性能受到多方面因素的
7、影响，其中碳化物分布的均匀性及其大小的控制，是对其性能影响较大而又难以改善的因素。1965年美国CrucibleSteels公司发明了粉末冶金法生产高速钢，使得高速钢发展产生了大变革。目前国际市场上高性能高速钢使用量已经超过通用型高速钢25%〜30%,粉末冶金高速钢在各类刀具中占的百分比为齿轮刀具中占70%,拉刀中占50%,立铳刀中占20%,钻头中占1%。2硬质合金硬质合金是高硬度、难熔的金属碳化物（WC、TiC等）的微米数量级粉末，用Co、Mo、Ni等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品，其中高温碳化物含量超过高速钢，允许的切削温度高达800-1000°C,常
8、温硬度达89〜93HRA,760°C时硬度达77〜85HRA,切削
