核心选材要素

1. 材料硬度（抗磨损与抗变形）
2. 韧性（防崩刃与抗断裂）
3. 化学惰性（避免与工件反应）
4. 热稳定性（抗氧化与抗热疲劳）

涂层硬质合金：切削刀具主力军

占比：80-90%现代刀片
优势：耐磨与韧性的完美平衡，可定制复杂形状

涂层技术分类

CVD涂层技术
TiC → Al₂O₃ → TiN → MT-TiCN多层复合

• MT-TiCN：高硬度抗磨粒磨损
• Al₂O₃：隔热防月牙洼磨损
• TiN：耐磨损可视化

PVD涂层技术

• TiN（基础涂层）
• Ti(C,N)（高硬度抗后刀面磨损）
• (Ti,Al)N（抗氧化改善整体耐磨性）

硬质合金基体：性能调控核心

成分：WC碳化钨+钴粘结剂（>80%硬质相）
晶粒调控：

• 粗晶粒：高强度高耐热（重载加工）
• 细晶粒：刃口锋利（精加工刀具）

梯度烧结技术：
表层富集γ相（立方碳氮化物）提升耐热性，内部高钴含量抗裂纹扩展

特殊材料应用场景

1. 无涂层硬质合金

• 适用领域：高温合金/钛合金加工、淬硬钢低速切削
• 特性：磨损速率较快但却受控，需定期换刃

2. 金属陶瓷（Ti(C,N)基）

• 优势：高耐磨+低粘刀
• 典型应用：不锈钢、球墨铸铁、低碳钢精加工
• 使用贴士：
  • 小切深低进给
  • 后刀面磨损>0.3mm需换刃
  • 避免冷却液引发热裂

3. 陶瓷刀具

4. 立方氮化硼（CBN）

• 特性：超硬（仅次于金刚石）+红硬性
• 应用：
  • 淬硬钢（>45HRC）精车替代磨削
  • 铸铁高速粗加工
• 注意：软钢加工易发生化学磨损

5. 聚晶金刚石（PCD）

• 优势：极致耐磨
• 局限：铁系材料禁用（高温溶解）
• 适用：
  • 硅铝合金/MMC复合材料
  • 钛合金超精加工（需大量冷却液）

选材决策流程图

工件硬度 >45HRC? → 选CBN  
超硬非铁材料? → 选PCD  
高速精加工钢/铸铁? → 陶瓷  
粘性材料精加工? → 金属陶瓷  
通用加工需求? → 涂层硬质合金  
极端韧性要求? → 无涂层硬质合金  

通过系统化选材策略，可显著提升加工效率与刀具寿命，降低生产成本。