刀具与工件怎样匹配

根据加工类型和工件材料选择使用刀具的材料，让刀具材料与工件材料相匹配，这是整个机械加工行业公认的常识根据加工类型和工件材料选择使用刀具的材料，让刀具材料与工件材料相匹配，这是整个机械加工行业公认的常识。但是，到底这所谓的匹配要满足多少条件，恐怕就不是所有人都了解的了。下面，我们就来介绍一下，刀具材料与工件材料如何在力学性能、物理性能以及化学性能上实现匹配。

刀具材料与工件的力学性能匹配

力学性能主要设计的是刀具和工件的强度、韧性及硬度等参数。各种刀具材料按照抗弯强度由强到弱的顺序排列，依次为高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石和立方氮化硼刀具；按照韧性从高到低顺序排列，依次为高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具；按照硬度由高到低顺序排列，依次为金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬质合金和高速钢。

力学性能存在差异，所以刀具才能适应各种不同工件材料的加工需求。刀具的硬度必须要高于它加工的工件硬度，因此高硬度的工件材料，必须用更高硬度的刀具才能进行加工。通常，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也就越好，但是强度和韧性会受到影响。高硬度高耐磨性的刀具一般被安排用于粗加工，而硬度稍低的则一般被用于精加工。

另外，具有优良的高温力学性能的刀具是高速切削的绝佳之选，比如陶瓷刀具就具有上述优点，能够以很高的速度进行切削。其允许的切削速度可以比硬质合金刀具高2到10倍。

刀具材料与工件的物理性能匹配

这里所说的物理性能主要是指材料的导热性、熔点以及热膨胀率等参数。刀具的导热性应该跟工件形成互补，当加工导热性不好的工件时，一定要使用强导热性的刀具，这样才能将切削热及时地导出，维持刀具和工件的尺寸精度。

各种刀具材料按照耐热性由高到低的顺序排列，依次为立方氮化硼、陶瓷、碳化钛基硬质合金、WC基超细晶粒硬质合金、金刚石和HSS；按照导热性由高到低的顺序排列，依次为PCD、立方氮化硼、WC基硬质合金、碳化钛基硬质合金、HSS、Si3N4基陶瓷和A1203基陶瓷；按照热胀系数由大到小的顺序排列，依次为HSS、WC基硬质合金、碳化钛基硬质合金、A1203基陶瓷、PCBN、Si3N4基陶瓷和PCD;按照抗热震性由强到弱的顺序排列，依次为HSS、WC基硬质合金、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼、PCD、碳化钛基硬质合金和A1203基陶瓷。

刀具材料与工件的化学性能匹配

化学性能包括刀具与工件是否具有化学亲和性，能够发生化学反应以及扩散和溶解等现象。如果发生了这些现象，说明刀具与材料不匹配。

各种刀具材料按照与钢的抗粘接温度由高到低的顺序排列，依次为立方氮化硼、陶瓷、硬质合金和HSS；按照抗氧化温度由高到低的顺序排列，依次为陶瓷、立方氮化硼、硬质合金、金刚石和HSS；按照对钢铁的扩散强度由大到小的顺序排列，依次为金刚石、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼和A1203基陶瓷；按照对钛扩散强度由大到小的顺序排列，依次为A1203基陶瓷、立方氮化硼、SiC、Si3N4和金刚石。