刀具材料的选择需要考虑刀具种别、机床及切削条件、被加工材料及硬度等因素。随着数控机床、中硬材料切削及高强钢的大量应用,对切削刀具的性能要求越来越高,刀具必须具备更高的硬度、红硬性、耐磨性及韧性。一般来讲,对于要求高耐磨、高韧性的刀具,如遐龄命丝锥、拉刀、单齿薄刃刀具等,可选择高碳高钒粉末高速钢,典型牌号有M3-PM、M4-PM、M61-PM等;对于要求高速切削、高热硬性、遐龄命的刀具,如齿轮滚刀、插齿刀、数控机床用各类铣刀,可选择高钒高钴粉末高速钢,典型牌号有ASP2015、ASP2030、ASP2060等。
通用钢
钢号:W18Cr4V(W18)
硬度HRC:62-65
抗弯强度/GPa:3.0-3.4
冲击韧性/(MJm²):0.18-0.32
600℃时的硬度HRC:48.5
特点:强度较好,可磨性好,可用普通钢玉砂轮磨削(SKH-9高速钢),耐热性中等,热塑性差
主要用途:通用性强,广泛用于制造钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具及拉刀等。
高性能钢
钢号:W6Mo5Cr4V2(M2)
硬度HRC:63-66
抗弯强度/GPa:3.5-4.0
冲击韧性/(MJm²):0.30-0.40
600℃时的硬度HRC:47-48
特点:强度高,热塑性好,耐热性、可磨性稍次于W18Cr4V,可用普通钢玉砂轮磨削
主要用途:适用于制作热成形刀具和承受冲击、结构薄弱的刀具。
虽然后续的热作制过程,可将钢锭的铸造组织加以改变及细化,使不良影响减低,但是却无法消除原先的铸造组织,因而对物理及机械性能都有负面的影响。由于人们希望能通过高速钢成份改善传统高速钢的质量,特别是希望大直径高速钢碳化物颗粒尺寸能够细小且分布均匀,巨观的偏析产生,使得横向及纵向的机械性质没有差别。因而在1965年于美国开始发展合金粉末制造过程,生产出了组织均匀无方向性的钢种。发展至今,粉末冶金制造过程,已正式成为当今制造高性能工具钢的主要方法。