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好馬需配好鞍，使用先進的數控加工裝置，如果使用的刀具不對也是白搭！選用合適的刀具材料，對刀具使用壽命、加工效率、加工質量和加工成本等都有很大影響。本文提供了關於刀具知識的乾貨，建議收藏學習。
一、刀具材料應具備基本效能
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等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、衝擊和振動等作用。因此，刀具材料應具備如下一些基本效能：
（1） 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高於工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。
（2） 強度和韌性。刀具材料應具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、衝擊和振動，防止刀具脆性斷裂和崩刃。
（3） 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度，具備良好的抗氧化能力。
（4） 工藝效能和經濟性。刀具材料應具備好的鍛造效能、熱處理效能、焊接效能；磨削加工效能等，而且要追求高的效能價格比。
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二、刀具材料的種類、效能、特點、應用
1．金剛石刀具材料
金剛石是碳的同素異構體，它是自然界已經發現的最硬的一種材料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導熱效能，在有色金屬和非金屬材料加工中得到廣泛的應用。尤其在鋁和矽鋁合金高速切削加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具品種。可實現高效率、高穩定性、長壽命加工的金剛石刀具是現代數控加工中不可缺少的重要工具。
⑴ 金剛石刀具的種類
① 天然金剛石刀具：天然金剛石作為切削刀具已有上百年的歷史了，天然單晶金剛石刀具經過精細研磨，刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑可達0。002μm，能實現超薄切削，可以加工出極高的工件精度和極低的表面粗糙度，是公認的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
② PCD金剛石刀具：天然金剛石價格昂貴，金剛石廣泛應用於切削加工的還是聚晶金剛石（PCD），自20世紀70年代初，採用高溫高壓合成技術製備的聚晶金剛石（Polycrystauine diamond，簡稱PCD刀片研製成功以後，在很多場合下天然金剛石刀具已經被人造聚晶金剛石所代替。PCD原料來源豐富，其價格只有天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一。PCD刀具無法磨出極其鋒利的刃口，加工的工件表面質量也不如天然金剛石，現在工業中還不能方便地製造帶有斷屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用於有色金屬和非金屬的精切，很難達到超精密鏡面切削。
③ CVD金剛石刀具：自從20世紀70年代末至80年代初，CVD金剛石技術在日本出現。CVD金剛石是指用化學氣相沉積法（CVD）在異質基體（如硬質合金、陶瓷等）上合成金剛石膜，CVD金剛石具有與天然金剛石完全相同的結構和特性。CVD金剛石的效能與天然金剛石相比十分接近，兼有天然單晶金剛石和聚晶金剛石（PCD）的優點，在一定程度上又克服了它們的不足。
⑵ 金剛石刀具的效能特點
① 極高的硬度和耐磨性：天然金剛石是自然界已經發現的最硬的物質。金剛石具有極高的耐磨性，加工高硬度材料時，金剛石刀具的壽命為硬質合金刀具的lO～100倍，甚至高達幾百倍。
② 具有很低的摩擦係數：金剛石與一些有色金屬之間的摩擦係數比其他刀具都低，摩擦係數低，加工時變形小，可減小切削力。
③ 切削刃非常鋒利：金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利，天然單晶金剛石刀具可高達0。002～0。008μm，能進行超薄切削和超精密加工。
④ 具有很高的導熱效能：金剛石的導熱係數及熱擴散率高，切削熱容易散出，刀具切削部分溫度低。
⑤ 具有較低的熱膨脹係數：金剛石的熱膨脹係數比硬質合金小几倍，由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小，這對尺寸精度要求很高的精密和超精密加工來說尤為重要。
⑶ 金剛石刀具的應用
金剛石刀具多用於在高速下對有色金屬及非金屬材料進行精細切削及鏜孔。適合加工各種耐磨非金屬，如玻璃鋼粉末冶金毛坯，陶瓷材料等；各種耐磨有色金屬，如各種矽鋁合金；各種有色金屬光整加工。
金剛石刀具的不足之處是熱穩定性較差，切削溫度超過700℃～800℃時，就會完全失去其硬度；此外，它不適於切削黑色金屬，因為金剛石（碳）在高溫下容易與鐵原子作用，使碳原子轉化為石墨結構，刀具極易損壞。
2．立方氮化硼刀具材料
用與金剛石製造方法相似的方法合成的第二種超硬材料—立方氮化硼（CBN），在硬度和熱導率方面僅次於金剛石，熱穩定性極好，在大氣中加熱至10000C也不發生氧化。CBN對於黑色金屬具有極為穩定的化學效能，可以廣泛用於鋼鐵製品的加工。
⑴ 立方氮化硼刀具的種類
立方氮化硼（CBN）是自然界中不存在的物質，有單晶體和多晶體之分，即CBN單晶和聚晶立方氮化硼（Polycrystalline cubic bornnitride，簡稱PCBN）。CBN是氮化硼（BN）的同素異構體之一，結構與金剛石相似。
PCBN（聚晶立方氮化硼）是在高溫高壓下將微細的CBN材料透過結合相（TiC、TiN、Al、Ti等）燒結在一起的多晶材料，是目前利用人工合成的硬度僅次於金剛石的刀具材料，它與金剛石統稱為超硬刀具材料。PCBN主要用於製作刀具或其他工具。
PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質合金複合燒結的PCBN複合刀片。
PCBN複合刀片是在強度和韌性較好的硬質合金上燒結一層O。5～1。0mm厚的PCBN而成的，其效能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性，它解決了CBN刀片抗彎強度低和焊接困難等問題。
⑵ 立方氮化硼的主要效能、特點
立方氮化硼的硬度雖略次於金剛石，但卻遠遠高於其他高硬度材料。CBN的突出優點是熱穩定性比金剛石高得多，可達1200℃以上（金剛石為700～800℃），另一個突出優點是化學惰性大，與鐵元素在1200～1300℃下也不起化學反應。立方氮化硼的主要效能特點如下。
① 高的硬度和耐磨性：CBN晶體結構與金剛石相似，具有與金剛石相近的硬度和強度。PCBN特別適合於加工從前只能磨削的高硬度材料，能獲得較好的工件表面質量。
② 具有很高的熱穩定性：CBN的耐熱性可達1400～1500℃，比金剛石的耐熱性（700～800℃）幾乎高l倍。PCBN刀具可用比硬質合金刀具高3～5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。
③ 優良的化學穩定性：與鐵系材料到1200—1300℃時也不起化學作用，不會像金剛石那樣急劇磨損，這時它仍能保持硬質合金的硬度；PCBN刀具適合於切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵，可廣泛應用於鑄鐵的高速切削。
④ 具有較好的熱導性：CBN的熱導性雖然趕不上金剛石，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次於金剛石，大大高於高速鋼和硬質合金。
⑤ 具有較低的摩擦係數：低的摩擦係數可導致切削時切削力減小，切削溫度降低，加工表面質量提高。
⑶ 立方氮化硼刀具應用
立方氮化硼適於用來精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金、硬質合金、表面噴塗材料等難切削材料。加工精度可達IT5（孔為IT6），表面粗糙度值可小至Ra1。25
立方氮化硼刀具材料韌性和抗彎強度較差。因此，立方氮化硼車刀不宜用於低速、衝擊載荷大的粗加工；同時不適合切削塑性大的材料（如鋁合金、銅合金、鎳基合金、塑性大的鋼等），因為切削這些金屬時會產生嚴重的積屑瘤，而使加工表面惡化。
3．陶瓷刀具材料
陶瓷刀具具有硬度高、耐磨效能好、耐熱性和化學穩定性優良等特點，且不易與金屬產生粘接。陶瓷刀具在數控加工中佔有十分重要的地位，陶瓷刀具已成為高速切削及難加工材料加工的主要刀具之一。陶瓷刀具廣泛應用於高速切削、幹切削、硬切削以及難加工材料的切削加工。陶瓷刀具可以高效加工傳統刀具根本不能加工的高硬材料，實現“以車代磨”；陶瓷刀具的最佳切削速度可以比硬質合金刀具高2～lO倍，從而大大提高了切削加工生產效率；陶瓷刀具材料使用的主要原料是地殼中最豐富的元素，因此，陶瓷刀具的推廣應用對提高生產率、降低加工成本、節省戰略性貴重金屬具有十分重要的意義，也將極大促進切削技術的進步。
⑴ 陶瓷刀具材料的種類
陶瓷刀具材料種類一般可分為氧化鋁基陶瓷、氮化矽基陶瓷、複合氮化矽一氧化鋁基陶瓷三大類。其中以氧化鋁基和氮化矽基陶瓷刀具材料應用最為廣泛。氮化矽基陶瓷的效能更優越於氧化鋁基陶瓷。
⑵ 陶瓷刀具的效能、特點
① 硬度高、耐磨效能好：陶瓷刀具的硬度雖然不及PCD和PCBN高，但大大高於硬質合金和高速鋼刀具，達到93-95HRA。陶瓷刀具可以加工傳統刀具難以加工的高硬材料，適合於高速切削和硬切削。
② 耐高溫、耐熱性好：陶瓷刀具在1200℃以上的高溫下仍能進行切削。陶瓷刀具具有很好的高溫力學效能， A12O3陶瓷刀具的抗氧化效能特別好，切削刃即使處於赤熱狀態，也能連續使用。因此，陶瓷刀具可以實現幹切削，從而可省去切削液。
③ 化學穩定性好：陶瓷刀具不易與金屬產生粘接，且耐腐蝕、化學穩定性好，可減小刀具的粘接磨損。
④ 摩擦係數低：陶瓷刀具與金屬的親合力小，摩擦係數低，可降低切削力和切削溫度。
⑶ 陶瓷刀具有應用
陶瓷是主要用於高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具適用於切削加工各種鑄鐵（灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵）和鋼材（碳素結構鋼、合金結構鋼、高強度鋼、高錳鋼、淬火鋼等），也可用來切削銅合金、石墨、工程塑膠和複合材料。
陶瓷刀具材料效能上存在著抗彎強度低、衝擊韌性差問題，不適於在低速、衝擊負荷下切削。
4．塗層刀具材料
對刀具進行塗層處理是提高刀具效能的重要途徑之一。塗層刀具的出現，使刀具切削效能有了重大突破。塗層刀具是在韌性較好刀體上，塗覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物，它將刀具基體與硬質塗層相結合，從而使刀具效能大大提高。塗層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。
新型數控機床所用切削刀具中有80％左右使用塗層刀具。塗層刀具將是今後數控加工領域中最重要的刀具品種。
⑴ 塗層刀具的種類
根據塗層方法不同，塗層刀具可分為化學氣相沉積（CVD）塗層刀具和物理氣相沉積（PVD）塗層刀具。塗層硬質合金刀具一般採用化學氣相沉積法，沉積溫度在1000℃左右。塗層高速鋼刀具一般採用物理氣相沉積法，沉積溫度在500℃左右；
根據塗層刀具基體材料的不同，塗層刀具可分為硬質合金塗層刀具、高速鋼塗層刀具、以及在陶瓷和超硬材料（金剛石和立方氮化硼）上的塗層刀具等。
根據塗層材料的性質，塗層刀具又可分為兩大類，即“硬”塗層刀具和 ‘軟”塗層刀具。“硬”塗層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性，其主要優點是硬度高、耐磨效能好，典型的是TiC和TiN塗層。“軟”塗層刀具追求的目標是低摩擦係數，也稱為自潤滑刀具，它與工件材料的摩擦係數很低，只有0。1左右，可減小粘接，減輕摩擦，降低切削力和切削溫度。
最近開發了納米塗層 （Nanoeoating）刀具。這種塗層刀具可採用多種塗層材料的不同組合 （如金屬／金屬、金屬／陶瓷、陶瓷／陶瓷等），以滿足不同的功能和效能要求。設計合理的奈米塗層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑效能，適合於高速幹切削。
⑵ 塗層刀具的特點
① 力學和切削效能好：塗層刀具將基體材料和塗層材料的優良效能結合起來，既保持了基體良好的韌性和較高的強度，又具有塗層的高硬度、高耐磨性和低摩擦係數。因此，塗層刀具的切削速度比未塗層刀具可提高2倍以上，並允許有較高的進給量。塗層刀具的壽命也得到提高。
② 通用性強：塗層刀具通用性廣，加工範圍顯著擴大，一種塗層刀具可以代替數種非塗層刀具使用。
③ 塗層厚度：隨塗層厚度的增加刀具壽命也會增加，但當塗層厚度達到飽和，刀具壽命不再明顯增加。塗層太厚時，易引起剝離；塗層太薄時，則耐磨效能差。
④ 重磨性：塗層刀片重磨性差、塗層裝置複雜、工藝要求高、塗層時間長。
⑤ 塗層材料：不同塗層材料的刀具，切削效能不一樣。如：低速切削時，TiC塗層佔有優勢；高速切削時，TiN 較合適。
⑶ 塗層刀具的應用
塗層刀具在數控加工領域有巨大潛力，將是今後數控加工領域中最重要的刀具品種。塗層技術已應用於立銑刀、鉸刀、鑽頭、複合孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、成形拉刀及各種機夾可轉位刀片，滿足高速切削加工各種鋼和鑄鐵、耐熱合金和有色金屬等材料的需要。
5．硬質合金刀具材料
硬質合金刀具，特別是可轉位硬質合金刀具，是數控加工刀具的主導產品，20世紀80年代以來，各種整體式和可轉位式硬質合金刀具或刀片的品種已經擴充套件到各種切削刀具領域，其中可轉位硬質合金刀具由簡單的車刀、面銑刀擴大到各種精密、複雜、成形刀具領域。
⑴ 硬質合金刀具的種類
按主要化學成分割槽分，硬質合金可分為碳化鎢基硬質合金和碳（氮）化鈦（TiC（N））基硬質合金。
碳化鎢基硬質合金包括鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類（YT）、新增稀有碳化物類（YW）三類，它們各有優缺點，主要成分為碳化鎢 （WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）、碳化鈮（NbC）等，常用的金屬粘接相是Co。
碳（氮）化鈦基硬質合金是以TiC為主要成分（有些加入了其他碳化物或氮化物）的硬質合金，常用的金屬粘接相是Mo和Ni。
ISO（國際標準化組織）將切削用硬質合金分為三類：
K類，包括Kl0～K40，相當於我國的YG類（主要成分為WC．Co）。
P類，包括P01～P50，相當於我國的YT類（主要成分為WC．TiC．Co）。
M類，包括M10～M40，相當於我國的YW類（主要成分為WC-TiC-TaC（NbC）-Co）。
各個牌號分別以01～50之間的數字表示從高硬度到最大韌性之間的一系列合金。
⑵ 硬質合金刀具的效能特點
① 高硬度：硬質合金刀具是由硬度和熔點很高的碳化物（稱硬質相）和金屬粘結劑（稱粘接相）經粉末冶金方法而製成的，其硬度達89～93HRA，遠高於高速鋼，在5400C時，硬度仍可達82～87HRA，與高速鋼常溫時硬度（83～86HRA）相同。硬質合金的硬度值隨碳化物的性質、數量、粒度和金屬粘接相的含量而變化，一般隨粘接金屬相含量的增多而降低。在粘接相含量相同時，YT類合金的硬度高於YG類合金，新增TaC（NbC）的合金具有較高的高溫硬度。
② 抗彎強度和韌性：常用硬質合金的抗彎強度在900～1500MPa範圍內。金屬粘接相含量越高，則抗彎強度也就越高。當粘接劑含量相同時，YG類（WC-Co）合金的強度高於YT類（WC-TiC-Co）合金，並隨著TiC含量的增加，強度降低。硬質合金是脆性材料，常溫下其衝擊韌度僅為高速鋼的1／30～1／8。
⑶ 常用硬質合金刀具的應用
YG類合金主要用於加工鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。細晶粒硬質合金（如YG3X、YG6X）在含鈷量相同時比中晶粒的硬度和耐磨性要高些，適用於加工一些特殊的硬鑄鐵、奧氏體不鏽鋼、耐熱合金、鈦合金、硬青銅和耐磨的絕緣材料等。
YT類硬質合金的突出優點是硬度高、耐熱性好、高溫時的硬度和抗壓強度比YG類高、抗氧化效能好。因此，當要求刀具有較高的耐熱性及耐磨性時，應選用TiC含量較高的牌號。YT類合金適合於加工塑性材料如鋼材，但不宜加工鈦合金、矽鋁合金。
YW類合金兼具YG、YT類合金的效能，綜合性能好，它既可用於加工鋼料，又可用於加工鑄鐵和有色金屬。這類合金如適當增加鈷含量，強度可很高，可用於各種難加工材料的粗加工和斷續切削。
6．高速鋼刀具
高速鋼（High Speed Steel，簡稱HSS）是一種加入了較多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼刀具在強度、韌性及工藝性等方面具有優良的綜合性能，在複雜刀具，尤其是製造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形複雜刀具，高速鋼仍佔據主要地位。高速鋼刀具易於磨出鋒利的切削刃。
按用途不同，高速鋼可分為通用型高速鋼和高效能高速鋼。
⑴ 通用型高速鋼刀具
通用型高速鋼。一般可分鎢鋼、鎢鉬鋼兩類。這類高速鋼含加（C）為0。7％～0。9％。按鋼中含鎢量的不同，可分為含W為12％或18％的鎢鋼，含W為6％或8％的鎢鉬系鋼，含W為2％或不含W的鉬鋼。通用型高速鋼具有一定的硬度（63-66HRC）和耐磨性、高的強度和韌性、良好的塑性和加工工藝性，因此廣泛用於製造各種複雜刀具。
① 鎢鋼：通用型高速鋼鎢鋼的典型牌號為W18Cr4V，（簡稱W18），具有較好的綜合性能，在6000C 時的高溫硬度為48。5HRC，可用於製造各種複雜刀具。它有可磨削性好、脫碳敏感性小等優點，但由於碳化物含量較高，分佈較不均勻，顆粒較大，強度和韌性不高。
② 鎢鉬鋼：是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速鋼。鎢鉬鋼的典型牌號是W6Mo5Cr4V2，（簡稱M2）。M2的碳化物顆粒細小均勻，強度、韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。另一種鎢鉬鋼為W9Mo3Cr4V（簡稱W9），其熱穩定性略高於M2鋼，抗彎強度和韌性都比W6M05Cr4V2好，具有良好的可加工效能。
⑵ 高效能高速鋼刀具
高效能高速鋼是指在通用型高速鋼成分中再增加一些含碳量、含釩量及新增Co、Al等合金元素的新鋼種，從而可提高它的耐熱性和耐磨性。主要有以下幾大類：
① 高碳高速鋼。高碳高速鋼（如95W18Cr4V），常溫和高溫硬度較高，適於製造加工普通鋼和鑄鐵、耐磨性要求較高的鑽頭、鉸刀、絲錐和銑刀等或加工較硬材料的刀具，不宜承受大的衝擊。
② 高釩高速鋼。典型牌號，如，W12Cr4V4Mo，（簡稱EV4），含V提高到3％一5％，耐磨性好，適合切削對刀具磨損極大的材料，如纖維、硬橡膠、塑膠等，也可用於加工不鏽鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。
③ 鈷高速鋼。屬含鈷超硬高速鋼，典型牌號，如，W2Mo9Cr4VCo8 ，（簡稱M42），有很高的硬度，其硬度可達69-70HRC，適合於加工高強度耐熱鋼、高溫合金、鈦合金等難加工材料，M42可磨削性好，適於製作精密複雜刀具，但不宜在衝擊切削條件下工作。
④ 鋁高速鋼。屬含鋁超硬高速鋼，典型牌號，如，W6Mo5Cr4V2Al，（簡稱501），6000C時的高溫硬度也達到54HRC，切削效能相當於M42，適宜製造銑刀、鑽頭、鉸刀、齒輪刀具、拉刀等，用於加工合金鋼、不鏽鋼、高強度鋼和高溫合金等材料。
⑤ 氮超硬高速鋼。典型牌號，如，W12M03Cr4V3N，簡稱（V3N），屬含氮超硬高速鋼，硬度、強度、韌性與M42相當，可作為含鈷高速鋼的替代品，用於低速切削難加工材料和低速高精加工。
⑶ 熔鍊高速鋼和粉末冶金高速鋼
按製造工藝不同，高速鋼可分為熔鍊高速鋼和粉末冶金高速鋼。
① 熔鍊高速鋼：普通高速鋼和高效能高速鋼都是用熔鍊方法制造的。它們經過冶煉、鑄錠和鍍軋等工藝製成刀具。熔鍊高速鋼容易出現的嚴重問題是碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速鋼中分佈不均勻，且晶粒粗大 （可達幾十個微米），對高速鋼刀具的耐磨性、韌性及切削效能產生不利影響。
② 粉末冶金高速鋼（PM HSS）：粉末冶金高速鋼（PM HSS）是將高頻感應爐熔鍊出的鋼液，用高壓氬氣或純氮氣使之霧化，再急冷而得到細小均勻的結晶組織（高速鋼粉末），再將所得的粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯，或先製成鋼坯再經過鍛造、軋製成刀具形狀。與熔融法制造的高速鋼相比，PM HSS具有優點是：碳化物晶粒細小均勻，強度和韌性、耐磨性相對熔鍊高速鋼都提高不少。在複雜數控刀具領域PM HSS刀具將會進一步發展而佔重要地位。典型牌號，如F15、FR71、GFl、GF2、GF3、PT1 、PVN等，可用來製造大尺寸、承受過載、衝擊性大的刀具，也可用來製造精密刀具。
三、數控刀具材料的選用原則
目前廣泛應用的數控刀具材料主要有金剛石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、塗層刀具、硬質合金刀具和高速鋼刀具等。刀具材料總牌號多，其效能相差很大。如下表各種刀具材料的主要效能指標。
各種刀具材料的主要效能指標
數控加工用刀具材料必須根據所加工的工件和加工性質來選擇。刀具材料的選用應與加工物件合理匹配，切削刀具材料與加工物件的匹配，主要指二者的力學效能、物理效能和化學效能相匹配，以獲得最長的刀具壽命和最大的切削加工生產率。
1．切削刀具材料與加工物件的力學效能匹配
切削刀具與加工物件的力學效能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強度、韌性和硬度等力學效能引數要相匹配。具有不同力學效能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。
① 刀具材料硬度順序為：金剛石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質合金>高速鋼。
② 刀具材料的抗彎強度順序為：高速鋼>硬質合金>陶瓷刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。
③ 刀具材料的韌度大小順序為：高速鋼>硬質合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。
高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須高於工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬質合金中含鈷量增多時，其強度和韌性增加，硬度降低，適合於粗加工；含鈷量減少時，其硬度及耐磨性增加，適合於精加工。
具有優良高溫力學效能的刀具尤其適合於高速切削加工。陶瓷刀具優良的高溫效能使其能夠以高的速度進行切削，允許的切削速度可比硬質合金提高2～10倍。
2．切削刀具材料與加工物件的物理效能匹配
具有不同物理效能的刀具，如，高導熱和低熔點的高速鋼刀具、高熔點和低熱脹的陶瓷刀具、高導熱和低熱脹的金剛石刀具等，所適合加工的工件材料有所不同。加工導熱性差的工件時，應採用導熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。金剛石由於導熱係數及熱擴散率高，切削熱容易散出，不會產生很大的熱變形，這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。
① 各種刀具材料的耐熱溫度：金剛石刀具為700～8000C、PCBN刀具為13000～15000C、陶瓷刀具為1100～12000C、TiC（N）基硬質合金為900～11000C、WC基超細晶粒硬質合金為800～9000C、HSS為600～7000C。
② 各種刀具材料的導熱係數順序：PCD>PCBN>WC基硬質合金>TiC（N）基硬質合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。
③ 各種刀具材料的熱脹係數大小順序為：HSS>WC基硬質合金>TiC（N）> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。
④ 各種刀具材料的抗熱震性大小順序為：HSS>WC基硬質合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC（N）基硬質合金>A1203基陶瓷。
3．切削刀具材料與加工物件的化學效能匹配
切削刀具材料與加工物件的化學效能匹配問題主要是指刀具材料與工件材料化學親和性、化學反應、擴散和溶解等化學效能引數要相匹配。材料不同的刀具所適合加工的工件材料有所不同。
① 各種刀具材料抗粘接溫度高低（與鋼）為：PCBN>陶瓷>硬質合金>HSS。
② 各種刀具材料抗氧化溫度高低為：陶瓷>PCBN>硬質合金>金剛石>HSS。
③ 種刀具材料的擴散強度大小（對鋼鐵）為：金剛石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶瓷。擴散強度大小（對鈦）為：A1203基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金剛石。
4．數控刀具材料的合理選擇
一般而言，PCBN、陶瓷刀具、塗層硬質合金及TiCN基硬質合金刀具適合於鋼鐵等黑色金屬的數控加工；而PCD刀具適合於對Al、Mg、Cu等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的加工。下表列出了上述刀具材料所適合加工的一些工件材料。
刀具材料所適合加工的一些工件材料
