刀具切削部分的材料是决定加工效率、刀具寿命、加工质量的核心因素，需适配不同工件材料（如铜、铝、不锈钢、合金钢）、切削工况（高速 / 低速、重载 / 轻载、干式 / 湿式）及加工工艺（钻、铣、攻丝、镗孔）。以下是 刀具切削部分材料的核心要求，结合五金加工场景（如精密铜套、不锈钢螺母、异形模具加工），拆解关键性能指标、适配逻辑及典型材料示例：

一、核心性能要求（按优先级排序）

1. 高硬度与耐磨性（最基础要求）

核心指标：

切削部分材料的硬度需远高于工件材料（通常≥工件硬度的 2~3 倍），常温硬度≥HRC60（硬质合金≥HRA89，金刚石≥HV10000）；耐磨性需能抵抗切屑与刀具刃口的摩擦、粘结、氧化磨损。

适配逻辑：

五金加工中，工件材料硬度差异大（铜 HBS35~100、不锈钢 HBS180~300、合金钢 HBS200~400），刀具若硬度不足，会导致刃口快速磨损、崩刃，影响加工精度（如精密铜套内孔圆度超差）和效率。

典型案例：

加工 304 不锈钢螺母时，选用 HRA92 的 TiAlN 涂层硬质合金刀具，耐磨性是普通高速钢的 5~8 倍，单把刀具可加工 50~80 件，而高速钢刀具仅能加工 10~15 件。

2. 高耐热性（抗热磨损能力）

核心指标：

能承受切削过程中的高温（切削区温度可达 500~1200℃，不锈钢 / 合金钢加工甚至更高），保持硬度和强度不显著下降，耐热温度需≥800℃（高速切削材料需≥1000℃）。

适配逻辑：

切削热是导致刀具失效的主要原因之一（如高速钻攻不锈钢时，刃口温度可达 900℃），耐热性差的材料会出现刃口软化、粘结、崩裂，尤其在干式切削或高压冷却不足场景中，耐热性更为关键。

典型材料对比：

高速钢（HSS）：耐热温度 600~700℃，适合中低速加工（如普通铜件钻孔）；

硬质合金（WC-Co）：耐热温度 800~1000℃，适合中高速加工（如不锈钢铣削）；

陶瓷刀具：耐热温度 1200~1600℃，适合高温合金、淬火钢加工。

3. 足够的强度与韧性（抗冲击能力）

核心指标：

抗弯强度≥2000MPa（硬质合金）、冲击韧性≥10kJ/m²，能承受切削过程中的冲击载荷（如粗加工的断续切削、工件硬点冲击），避免刃口崩裂或刀具折断。

适配逻辑：

五金加工中的粗加工（如厚壁铜套粗镗、不锈钢坯料铣削）、断续切削（如异形槽加工）会产生较大冲击，若刀具韧性不足，易出现 “崩刃”（如丝锥攻丝时断裂、铣刀刃口缺口），导致工件报废或设备故障。

平衡原则：

硬度与韧性通常呈负相关（如金刚石硬度极高但韧性差，高速钢韧性好但硬度低），需根据加工工况平衡 —— 重载、断续切削优先保证韧性（如选用含钴量高的硬质合金），高速、连续切削优先保证硬度（如选用陶瓷、PCD 刀具）。

4. 良好的导热性（散热能力）

核心指标：

导热系数 λ≥20W/(m・K)（硬质合金 λ=80~100，高速钢 λ=25~35，金刚石 λ=1460），能快速将切削热从刃口传递至刀体，降低刃口温度。

适配逻辑：

导热性差会导致切削热积聚在刃口，加速磨损和粘结（如加工铜 / 铝时的 “粘刀” 现象），尤其在加工导热系数极低的材料（如不锈钢 λ=16~21W/(m・K)、钛合金 λ=11~16W/(m・K)）时，刀具导热性直接影响寿命。

典型场景：

加工精密铜套时，选用 PCD（聚晶金刚石）刀具（导热系数是硬质合金的 15 倍），刃口温度可降低 30% 以上，有效避免铜屑粘刀，保证内孔表面粗糙度 Ra≤0.4μm。

5. 抗粘结性（防粘刀能力）

核心指标：

刀具材料与工件材料的化学亲和性低，不易发生 “冷焊” 或粘结，避免切屑粘附在刃口形成 “积屑瘤”。

适配逻辑：

五金加工中，铜、铝、不锈钢等材料易与刀具材料粘结（如铜与高速钢、不锈钢与普通硬质合金），积屑瘤会导致加工表面粗糙度变差（如螺母螺纹毛刺、铜套外圆划痕），甚至划伤刃口，加速刀具失效。

提升方式：

选用化学惰性强的材料（如金刚石、CBN）或通过涂层（TiAlN、AlCrN、DLC）降低表面摩擦系数，提升抗粘结性。

6. 尺寸稳定性与抗腐蚀性

核心指标：

切削过程中尺寸变形小（热膨胀系数≤10×10⁻⁶/℃），能抵抗切削液、工件材料的腐蚀（如含氯切削液、不锈钢中的铬元素腐蚀）。

适配逻辑：

精密加工（如微型螺母螺纹加工）对刀具尺寸稳定性要求极高，热膨胀系数大会导致刃口尺寸变化，影响加工精度；化工行业的五金配件加工（如耐腐蚀管道接头）中，切削液或工件材料可能含腐蚀性成分，需刀具材料具备抗腐蚀能力。

典型材料：

不锈钢加工选用 AlCrN 涂层硬质合金（抗腐蚀、抗粘结），海水淡化设备配件加工选用 DLC 涂层刀具（耐酸碱腐蚀）。

7. 可加工性与经济性（实际应用要求）

核心指标：

刀具材料易于磨削、刃磨，能制成复杂刃形（如丝锥的螺旋槽、铣刀的异形刃口）；成本与加工需求匹配，避免过度追求高性能导致成本浪费。

适配逻辑：

复杂刀具（如异形铜套加工用的成型铣刀）需材料具备良好的可加工性，才能保证刃形精度；批量加工普通五金件（如标准螺母）时，需选择性价比高的材料（如高速钢、普通硬质合金），而精密、小批量加工可选用高性能材料（如 PCD、CBN）。