只有將先進的加工設備與高性能的數(shù)控刀具相結合，才能充分發(fā)揮應有的效率，并獲得良好的經(jīng)濟效益。隨著刀具材料的飛速發(fā)展，各種新型刀具材料及其物理，機械性能和切削性能的提高。得到了很大的提高，應用范圍也在擴大。

刀具材料的選擇對刀具壽命，加工效率，加工質量和加工成本有很大的影響，切削刀具要承受高壓，高溫，摩擦，沖擊和振動等情況時，應選擇合適的刀具材料。以下基本屬性：

（1）硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，通常要求高于60HRC。刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

（2）強度和韌性。刀具材料應具有較高的強度和韌性，以承受切削力，沖擊和振動，并防止刀具脆性斷裂和斷裂邊緣

（3）耐熱性。工具材料具有良好的耐熱性，可以承受較高的切削溫度，具有良好的抗氧化性。

（4）工藝性能和經(jīng)濟性。工具材料應具有良好的鍛造性能，熱處理性能和焊接性能。 ，并追求高性能-價格比。

 

工具材料的種類，性質，特性及用途

1.金剛石工具材料的種類，性質和特性及其應用金剛石是碳的異構體，是自然界中*硬的材料之一，金剛石工具具有高硬度，高耐磨性和高導熱性，并且用途**用于有色金屬和非金屬材料的加工，特別是在鋁和si-Al合金的高速加工中，金剛石刀具是難以更換的主要切削刀具，高效，高穩(wěn)定性和長壽命的金剛石刀具是必不可少的刀具在現(xiàn)代數(shù)控加工中。

金剛石工具的種類：

（1）天然金剛石切削刀具：天然金剛石作為切削刀具已有數(shù)百年的歷史，天然單晶金剛石刀具經(jīng)過精細磨削，可以磨削極其鋒利的刀片，刀片半徑為0.002μm，可以實現(xiàn)超薄切削，可以加工出高精度和低表面粗糙度的工件，是公認的，理想的并且不能代替超精密加工工具的地方。

（2）PCD金剛石工具：天然金剛石價格昂貴，金剛石被**用于機加工或多晶金剛石（PCD），自1970年代初以來，利用高溫高壓合成技術制備了多晶金剛石（Polycrystauinediamond后來被稱為PCD刀片的后來開發(fā)，在很多情況下，天然金剛石切割工具已被人造多晶金剛石所取代，PCD原材料豐富，價格*為天然金剛石的十分之一到十分之一。刀具無法磨出非常鋒利的邊緣，并且加工后的工件的表面質量不如天然金剛石，因此，具有斷屑槽的PCD刀片在工業(yè)上不易制造，因此PCD只能用于精細加工CVD金剛石刀具：自1970年代末至1980年代初，CVD金剛石技術出現(xiàn)在日本。CVD金剛石是指通過化學氣相沉積（CVD）在異質基底（例如硬質合金，陶瓷等）上合成金剛石膜的方法。 CVD鉆石具有與天然鉆石相同的結構和特性，CVD鉆石的性能非常接近天然鉆石。它具有天然單晶金剛石和多晶金剛石（PCD）的優(yōu)點，并在一定程度上克服了它們的缺點。

2.金剛石工具的性能特點：

（1）極高的硬度和耐磨性：天然鉆石是自然界中發(fā)現(xiàn)的*硬的物質，金剛石具有極高的耐磨性。金剛石工具的使用壽命是硬質合金工具的10?100倍，甚至是數(shù)百倍。

（2）具有非常低的摩擦系數(shù)：金剛石與某些有色金屬之間的摩擦系數(shù)比其他工具低，摩擦系數(shù)低，加工過程中變形小，可以減小切削力。

切削刃非常鋒利：金剛石切削刃可以非常鋒利，天然單晶金剛石刀具可以達到0.002?0.008 m，超薄切削和超精密加工。

（3）具有很高的導熱系數(shù)：金剛石的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)很高，切削熱很容易散發(fā)出來，切削刀具的切削溫度很低。

（4）熱膨脹系數(shù)低：金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質合金小幾倍，切削熱引起的刀具尺寸變化非常小，這對于精度和超精密度尤其重要。具有高尺寸精度要求的精密加工。

 

金剛石工具的應用金剛石工具主要用于有色金屬和非金屬材料的高速精加工和鏜孔，適用于加工各種耐磨非金屬材料，如玻璃纖維增強塑料粉末冶金坯料，陶瓷材料等耐磨的有色金屬，如各種si-Al合金;各種有色金屬的精加工。金剛石工具的缺點是熱穩(wěn)定性差。當切削溫度超過700℃?800℃時，會完全失去其硬度。此外，由于高溫下的金剛石（碳）容易與鐵原子，碳原子相互作用形成石墨結構，因此不適合切削黑色金屬。切削工具非常容易損壞。