金屬切削是制造業中最基本的加工方法，它是利用刀具切除被加工零件多余材料，從而獲得合格零件的過程。選擇合適的刀具材料對于加工效率和加工質量起著至關重要的作用。優質切削刀具應該具有較高的硬度和耐磨性、足夠的強度和韌性、較高的耐熱性、良好的工藝性與經濟性、較好的導熱性和較小的膨脹系數。在各種材料中，可能針對以上各個方面，有各自不同的表現，這就需要加工人員綜合分析各方面要求，選擇一種最理想的搭配結果。

常用的刀具材料主要分為四大類：工具鋼、硬質合金、陶瓷和超硬質刀具材料，下面我們來看一下這四大類各自的特點是什么。

一、工具鋼刀具

用來制造刀具的工具鋼又包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。其主要特點是耐熱性差但抗彎強度高，價格便宜，焊接與刃磨性能好。廣泛應用于中低速切削的成形刀具，不適合高速切削。

碳素工具屬于特殊質量非合金鋼，加工性良好且價格便宜，在工具鋼中用量較大。碳素工具鋼在熱處理后可以獲得很高的硬度，但在切削溫度高于250到300攝氏度時，馬氏體會發生分解，使硬度降低。再加上其碳化物分布不均勻，淬火后變形較大，易產生裂紋，且淬透性差、淬硬層薄，只適于用于低速切削刀具，如銼刀、手用鋸條等。

合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎上加熱鉻、鎢、釩等合金元素，以提高其淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。熱硬性達到325至400攝氏度，允許的切削速度為每分鐘10到15米，因此主要用于低速加工工具如絲錐、板牙等。

高速鋼是含有較多的鎢、鉬、鉻、釩等元素，高硬度、高耐磨性的工具鋼，綜合性能較好，是應用范圍最廣的一種刀具材料。高速鋼經熱處理后硬度達62到66HRC，抗彎強度為3.3GPa，耐熱性為600攝氏度左右，且熱處理變形小、能鍛造、易磨出較鋒利的刃口，常用于制造結構復雜的成形刀具和孔加工刀具。

二、硬質合金刀具

硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物與粘結金屬通過粉末冶金制成的一種合金材料，其在硬度、強度、韌性、耐熱性、耐磨性和耐腐蝕性等方面都要高于工具鋼，是當今最主要的刀具材料之一。硬質合金刀具切削速度比高速鋼快4到7倍，壽命高5到80倍，但缺點是脆性較大，不能制成形狀復雜的整體刀具，所以常被制成刀片，再采用焊接，粘接，機械夾持等方法安裝在刀體或模具上使用。

三、陶瓷刀具

近年來，隨著對高溫結構陶瓷領域研究的不斷深入，使氮化硅陶瓷性能得到了大幅提升，從而使氧化硅陶瓷刀具迅速發展起來，成為了比硬質合金刀具切削速度更快，也更耐磨的新型刀具。陶瓷刀具是以氧化鋁或氮化硅為基體，再加入少量的金屬，在高溫下燒結而成的一種刀具材料。其具有硬度高、耐磨性好、耐熱性強、化學性質穩定、摩擦系數低、強度與韌性低、熱導率低等特點，因此適用于以較高速度對硬材料進行精細加工的刀具。

四、超硬質刀具

超硬質刀具是以金剛石、立方氮化硼等為材料的刀具，具有優異的機械性能和物理性能，硬度遠遠高于以上三種刀具材料。

立方氮化硼具有較高的硬度、耐熱性和穩定性，對鐵族元素呈惰性，因此最適合制做刀具用來切削各種淬硬質鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼等，以及各種鐵基、鎳基、鈷基和其他熱噴涂零件。金剛石具是自然界硬度最高的物質，用其制做的刀具應用范圍更廣泛，可以加工各種難加工材料和非難加工材料。但天然金剛石價格昂貴，主要應用于有色金屬及非金屬的精密加工。

隨著現代社會的進步和科學技術的日新月異，機械材料加工對刀具的材料要求也越來越高，因此，熟練掌握了解各種刀具的使用及材料的特點，才能更好的選擇和正確使用刀具，制造出更加精確的零件。