加工硬度较高的材料（如淬火钢），应选择哪种刀具？

来源：发布时间：2025-11-05

加工硬度较高的材料（如淬火钢，通常硬度≥HRC45，甚至达 HRC60 以上）时，刀具需满足高硬度、高耐磨性、耐高温（切削区温度可达 800-1200℃）的要求，普通高速钢或未涂层硬质合金无法胜任。具体刀具选择需结合材料硬度、加工方式（连续 / 断续切削）及精度要求，推荐以下几类：1. 立方氮化硼（CBN）刀具—— 先选择（硬度≥HRC55 时）CBN 是目前加工高硬度黑色金属的 “刀具材料”，硬度（HV3000-5000）仅次于金刚石，耐磨性和耐热性（可承受 1300-1500℃高温）优异，尤其适合淬火钢、高速钢等度材料。适用场景：硬度 HRC55 以上的淬火钢粗加工（去除热处理后的氧化皮）、半精加工及精加工（如轴承套圈、模具型腔的精密车削 / 铣削）。连续切削或轻度断续切削（避免剧烈冲击，否则易崩刃）。优势：寿命是陶瓷刀具的 3-10 倍，可实现高速切削（线速度可达 80-300m/min），效率远高于其他刀具。加工表面粗糙度低（可达 Ra0.8-1.6μm），适合精度要求高的场合。注意：成本较高（约为陶瓷刀具的 5-10 倍），需匹配刚性好的机床，避免振动。2. 陶瓷刀具—— 性价比之选（硬度 HRC45-55，或粗加工）陶瓷刀具（如 Al₂O₃基、Si₃N₄基陶瓷）硬度高（HV1500-2500）、耐磨性好、化学稳定性强（不易与金属黏结），成本低于 CBN，适合中等硬度高耐磨材料的加工。适用场景：硬度 HRC45-55 的淬火钢粗加工（去除大余量）或半精加工，尤其适合铣削（如模具钢的平面铣削）。连续切削为主，避免重度断续切削（陶瓷脆性大，冲击易崩刃）。优势：成本为 CBN 的 1/5-1/10，适合批量生产中对成本敏感的场景。耐高温性好（1000-1200℃），可承受较高切削温度。注意：需采用低速（线速度 20-80m/min）、小进给（0.05-0.1mm/r），并确保机床刚性充足，减少振动。3. 涂层硬质合金刀具—— 过渡选择（硬度 HRC45 以下，或断续切削）当淬火钢硬度略低（HRC40-45），或需承受较剧烈的断续切削（如带键槽的轴类零件）时，可选用超细晶粒硬质合金 + 厚膜 TiAlN 涂层刀具（涂层厚度 3-5μm）。适用场景：硬度 HRC40-45 的淬火钢半精加工，或因机床刚性不足无法使用 CBN / 陶瓷刀具的场合。断续切削（相比陶瓷，硬质合金韧性更好，抗冲击性更强）。优势：韧性优于陶瓷和 CBN，抗崩刃能力强，适合复杂工况。成本低，通用性好（可兼容多种材料）。注意：寿命较短（为 CBN 的 1/5-1/3），需控制切削速度（≤50m/min），避免高温导致涂层失效。总结：按硬度选刀具的优先级淬火钢硬度刀具次选刀具适用加工类型HRC55 以上CBN 刀具超细晶粒陶瓷刀具精 / 半精加工（连续）HRC45-55陶瓷刀具涂层硬质合金粗 / 半精加工HRC40-45（断续）涂层硬质合金——半精加工

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