刀具的发展在人类进步史上占有重要地位。早在公元前28至20世纪，中国就已出现黄铜锥和铜锥、钻头、刀等铜刀。战国后期（公元前三世纪），由于渗碳技术的掌握，出现了铜刀。当时的钻头和锯子与现代的扁钻头和锯子有一些相似之处。
18世纪末，刀具的快速发展伴随着蒸汽机等机器的发展。
1783年，法国人René首先生产铣刀。 1923年，德国施罗特发明了硬质合金。采用硬质合金时，效率是高速钢的两倍以上，而且切削加工的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金价格昂贵，1938年，德国德固萨公司获得陶瓷刀专利。 1972年，美国通用电气公司生产出多晶人造金刚石和多晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料允许刀具以更高的速度进行切削。
1969年，瑞典山特维克钢厂获得了通过化学气相沉积法生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。 1972年，美国邦沙和拉戈兰开发了物理气相沉积方法，在硬质合金或高速钢刀具表面镀上一层碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法将基体材料的高强度和韧性与表面层的高硬度和耐磨性相结合，使复合材料具有更好的切削性能。
由于高温、高压、高速以及在腐蚀性流体介质中工作的零件，使用越来越多的难加工材料，切削加工的自动化水平和加工精度的要求越来越高。选择刀具角度时，需要考虑各种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性能（粗加工、精加工）等，必须根据具体情况合理选择。
常见的刀具材料：高速钢、硬质合金（包括金属陶瓷）、陶瓷、CBN（立方氮化硼）、PCD（聚晶金刚石），因为它们的硬度比一硬，所以一般来说，切削速度也是一比另一个高。
刀具材料性能分析
高速钢：
可分为普通高速钢和高性能高速钢。
普通高速钢如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。其切割速度一般不太高，切割普通钢材时为40-60m/min。
高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo，是在普通高速钢中添加一些含碳、含钒、钴、铝等元素冶炼而成。其耐用度是普通高速钢的1.5-3倍。
碳化物：
按GB2075-87（参照190标准）分为P、M、K三类。P型硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属，蓝色用作一个标记； M型主要用于加工黑色金属。和有色金属，用黄色标记，又称通用硬质合金，K型主要用于加工黑色金属、有色金属和短切屑的非金属材料，用红色标记。
P、M、K后面的阿拉伯数字表示其性能和加工负荷或加工条件。数字越小，硬度越高，韧性越差。
陶瓷：
陶瓷材料具有良好的耐磨性，可以加工传统刀具难以或无法加工的高硬度材料。此外，陶瓷刀具可以消除退火加工的动力消耗，因此还可以增加工件的硬度，延长机器设备的使用寿命。
陶瓷刀片在切割时与金属之间的摩擦力小，切割物不易粘刀，不易产生积屑瘤，可进行高速切割。因此，在同等条件下，工件的表面粗糙度相对较低。刀具耐用度较传统刀具提高数倍甚至数十倍，减少加工过程中换刀次数；耐高温，红硬性好。可在1200℃下连续切割。因此，陶瓷刀片的切削速度可远高于硬质合金刀片。可进行高速切削或实现“车铣代磨”。切削效率比传统刀具提高3-10倍，达到节省工时、节电、机床数量30-70%以上的效果。
立方氮化硼：
这是目前已知硬度第二高的材料。 CBN复合板材的硬度一般为HV3000~5000，具有较高的热稳定性和高温硬度，并具有较高的抗氧化性能。发生氧化，在1200-1300℃时与铁基材料不发生化学反应。导热性能好，摩擦系数低
聚晶金刚石PCD：
金刚石刀具具有高硬度、高抗压强度、良好的导热性和耐磨性等特点，在高速切削中可以获得较高的加工精度和加工效率。由于PCD的结构是不同取向的细晶金刚石烧结体，因此尽管添加了结合剂，其硬度和耐磨性仍低于单晶金刚石。有色金属与非金属材料之间的亲和力很小，加工时切屑不易粘在刀尖形成积屑瘤
材料各自的应用领域：
高速钢：主要用于成形工具、形状复杂等要求高韧性的场合；
硬质合金：应用范围最广，基本都能胜任；
陶瓷：主要用于硬件车削和铸铁件的粗加工和高速加工；
CBN：主要用于硬件车削和铸铁件的高速加工（一般来说，在耐磨性、冲击韧性和抗断裂性方面比陶瓷更有效）；
PCD：主要用于有色金属和非金属材料的高效切削。
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发布时间：2023年6月2日
