常用的刀具材料有哪些:分场景选用
常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石,碳素工具钢适合低速手工切削,耐热能力偏弱,超过两百摄氏度硬度下滑明显,高速钢适配中等切削速度,多用于钻头、铣刀,硬质合金是机加工主流,切削速度更高,陶瓷、立方氮化硼用来加工淬硬钢与耐热合金,天然与人造金刚石优先加工非金属、有色金属,不适合直接切削钢铁,该材料体系只面向金属切削、木工、石材加工从业者,普通家用厨刀材料不在这套分类之内。
常用的刀具材料基础金属类
碳素工具钢碳含量处在百分之零点六五到百分之一点三五之间,热处理之后可以拿到不错的表面硬度,原材料价格偏低,打磨难度低,你手工磨刻刀、锉刀、低速木工凿时选择它比较合适。它热稳定性有限,持续摩擦升温后刀刃容易软化卷口,只能承担小负荷间断切削。
合金工具钢在碳素工具钢基础上加入铬、钨、锰等元素,淬火变形幅度更小,耐磨性能优于普通碳素工具钢,适合制造形状复杂、精度要求较高的成型刀具,冷作模具刀、长寿命手用铰刀很多采用这类材料。
高速钢又称白钢,红硬性优于前两种钢材,温度达到六百摄氏度左右还能保留足够切削硬度,可以持续进行中等速度切削,麻花钻、立铣刀、机用丝锥大量使用高速钢,部分牌号还能兼顾韧性,承受断续切削带来的冲击。
常用的刀具材料高硬度非金属类
| 材料名称 | 适合加工对象 | 核心特点 |
|---|---|---|
| 硬质合金 | 钢件、铸铁、有色金属 | 切削速度快,韧性中等 |
| 陶瓷刀具 | 淬硬钢、铸铁 | 耐高温,抗磨损,怕强冲击 |
| 立方氮化硼 | 高硬度淬火材料 | 热稳定性强,可高速硬车 |
| 金刚石 | 硅、铝、石墨、石材 | 硬度极高,忌切削铁族金属 |
硬质合金由碳化钨颗粒加上金属粘结相烧结成型,是数控车床、加工中心最普遍选用的刀具材料,它能够支撑很高的切削线速度,生产效率明显高于高速钢,不同牌号可以微调耐磨性和韧性,粗加工选韧性更好的牌号,精加工选用耐磨等级更高的牌号。
陶瓷刀具以氧化铝或者氮化硅作为基体,能够承受一千摄氏度以上的切削高温,长时间高速切削不容易产生积屑瘤,加工后的工件表面光洁度较好,受到猛烈撞击时刀刃更容易崩损,所以只能用于平稳连续切削。
立方氮化硼人工合成难度较高,硬度仅次于金刚石,和钢铁之间不容易发生高温亲和反应,专门用来处理硬度高于洛氏五十度的淬火工件,替代传统磨削工序完成硬态车削,降低加工耗时。
金刚石分为天然金刚石和聚晶人造金刚石,它在所有刀具材料里面硬度偏高,打磨石材、碳纤维、铝合金可以拿到很长的刀具寿命,铁元素在高温下会催化金刚石石墨化,直接切削钢材会造成刀刃快速损耗。
厨刀常用不锈钢不属于切削刀具的工业分类,它侧重防锈,高温切削性能偏弱。
选择材料,先看工件硬度与切削连续性。
你如果长期大批量加工淬火钢件,优先挑选立方氮化硼刀具,不要使用金刚石。
