根據加工類型和工件材料選擇使用刀具的材料，讓刀具材料與工件材料相匹配，這是整個機械加工行業公認的常識根據加工類型和工件材料選擇使用刀具的材料，讓刀具材料與工件材料相匹配，這是整個機械加工行業公認的常識。但是，到底這所謂的匹配要滿足多少條件，恐怕就不是所有人都了解的了。下面，我們就來介紹一下，刀具材料與工件材料如何在力學性能、物理性能以及化學性能上實現匹配。

刀具材料與工件的力學性能匹配

力學性能主要設計的是刀具和工件的強度、韌性及硬度等參數。各種刀具材料按照抗彎強度由強到弱的順序排列，依次為高速鋼、硬質合金、陶瓷刀具、金剛石和立方氮化硼刀具；按照韌性從高到低順序排列，依次為高速鋼、硬質合金、立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具；按照硬度由高到低順序排列，依次為金剛石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬質合金和高速鋼。

力學性能存在差異，所以刀具才能適應各種不同工件材料的加工需求。刀具的硬度必須要高于它加工的工件硬度，因此高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具才能進行加工。通常，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也就越好，但是強度和韌性會受到影響。高硬度高耐磨性的刀具一般被安排用于粗加工，而硬度稍低的則一般被用于精加工。

另外，具有優良的高溫力學性能的刀具是高速切削的絕佳之選，比如陶瓷刀具就具有上述優點，能夠以很高的速度進行切削。其允許的切削速度可以比硬質合金刀具高2到10倍。

刀具材料與工件的物理性能匹配

這里所說的物理性能主要是指材料的導熱性、熔點以及熱膨脹率等參數。刀具的導熱性應該跟工件形成互補，當加工導熱性不好的工件時，一定要使用強導熱性的刀具，這樣才能將切削熱及時地導出，維持刀具和工件的尺寸精度。

各種刀具材料按照耐熱性由高到低的順序排列，依次為立方氮化硼、陶瓷、碳化鈦基硬質合金、WC基超細晶粒硬質合金、金剛石和HSS；按照導熱性由高到低的順序排列，依次為PCD、立方氮化硼、WC基硬質合金、碳化鈦基硬質合金、HSS、Si3N4基陶瓷和A1203基陶瓷；按照熱脹系數由大到小的順序排列，依次為HSS、WC基硬質合金、碳化鈦基硬質合金、A1203基陶瓷、PCBN、Si3N4基陶瓷和PCD;按照抗熱震性由強到弱的順序排列，依次為HSS、WC基硬質合金、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼、PCD、碳化鈦基硬質合金和A1203基陶瓷。

刀具材料與工件的化學性能匹配

化學性能包括刀具與工件是否具有化學親和性，能夠發生化學反應以及擴散和溶解等現象。如果發生了這些現象，說明刀具與材料不匹配。

各種刀具材料按照與鋼的抗粘接溫度由高到低的順序排列，依次為立方氮化硼、陶瓷、硬質合金和HSS；按照抗氧化溫度由高到低的順序排列，依次為陶瓷、立方氮化硼、硬質合金、金剛石和HSS；按照對鋼鐵的擴散強度由大到小的順序排列，依次為金剛石、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼和A1203基陶瓷；按照對鈦擴散強度由大到小的順序排列，依次為A1203基陶瓷、立方氮化硼、SiC、Si3N4和金剛石。