【精品】刀具材料的分析

【精品】刀具材料的分析 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料五大类。 目前应用最多的是高速钢和硬质合金。 据统计，我国目前高速钢用量约占刀具的60以上，硬质合金的用量约占30以上，随着难加工材料应用的增加，陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增长。 1、碳素工具钢碳素工具钢是含碳量较高的优质钢(含碳量为071.2。 如T10A等)，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。 在碳素工具钢中加入少量的cr、w、Mn、si等元素，形成合金工具钢(如9SiCr等)，可适当减少热处理变形和提高耐热性。 由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些切削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀等，较少用于制造其他刀具。 2、高速钢高速钢是一种含钨(w)、钼(Mo)、铬(cr)、钒(V)等合金元素较多的合金工具钢。 以重量计其碳的质量分数为0.7%15，铬的质量分数约为4%，钨的质量分数和钼的质量分数为1020%，钒的质量分数为15。 由于合金元素与碳化合形成较多的高硬度碳化物，如碳化钒，硬度高达2800HV，且晶粒细小，分布均匀。 而且合金元素和碳原子结合力很强，提高了马氏体受热时的稳定性。 高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC6267）和耐热性（切削温度可达550600C），与碳素工具钢和合金工具钢相比切削速度可提高13倍，故得名“高速钢”，提高耐用度1040倍。 铅在钢中提高了淬透性，使小型刀具在空气中冷却就能淬硬，且能刃磨得锋利，故高速钢又有“风钢”或“锋钢”之称。 可加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛的材料。 高速钢具有高的强度(抗弯强度为一般硬质合金的23倍，为陶瓷的56倍)和韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。 高速钢刀具制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃，因此在复杂刀具(钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等)的制造中，高速钢占有重要的地位。 高速钢分类按用途不同，可分为通用型高速钢和高性能高速钢；按制造工艺方法不同，可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。 1）通用型高速钢又分钨系高速钢和钨钼系高速钢钨系高速钢其代表是W18Cr4V(简称w18)是我国最常用的一种高速钢。 由于含钒量较少，磨削性能好，其刃口容易磨得锋利平直，综合性能好，通用性强。 常温硬度可达6366HRC，在600高温时能保持的硬度48.5HRC左右。 特别是热处理工艺性好，淬火时过热倾向小，抵抗塑性变形能力强。 可用于精加工的复杂刀具，如螺纹车刀，成形车刀，宽刃精刨刀、拉刀、齿轮刀具等。 W18钢的缺点是碳化物分布常不均匀，剩余碳化物颗粒较大，如锻造不均，则会影响薄刃刀具的寿命、制造较大截面刀具时，强度显得不够(抗弯强度仅为22.3GPa)，只有在制造小截面刀具时，才获得满意的强度(33.4GPa)。 此外，W18钢热塑性较差，不适合作热轧刀具。 钨钼系高速钢W6M05Cr4V2(简称M2)是我国常用的典型钨钼系高速钢种。 用1%的钼可代替2的钨，钼的加入使钢中合金元素减少，从而减小了碳化物数量及其分布的不均匀性，细化了晶粒。 与W18钢相比，M2钢抗弯强度提高约17，冲击韧度提高约40%以上，而且大截面刀具也具有同样的强度和韧性，可用于制造截面较大的刀具，或承受较大冲击力的刀具(如插齿刀)以及结构较薄弱的刀具(如麻花钻、丝锥等)。 M2钢的热塑性很好，磨削加工性也好，特别适用于制造轧制或扭制钻头等热成形刀具，是目前各国使用较多的一种高速钢。 M2钢的缺点是热硬性和高温硬度略低于W18钢，故高温切削性能稍逊。 此外，热处理时脱碳倾向大，较易氧化，淬火温度范围较窄。 2)高性能高速钢高性能高速钢是在普通高速钢的基础上，用调整其基本化学成分和掭加一些其他合金元素(如钒、钴、铅、硅、铌等)的办法，着重提高其耐热性和耐磨性而衍生出来的。 主要用来加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料，这类高速钢的不同牌号只有在各自的规定切削条件下使用才能达到良好的切削性能。 常用牌号:高碳高速钢:9W18Cr4V(9W18),9W6Mo5Cr4V2(CM2)其碳的质量分数从普通高速钢的0.70.8增加到0.9l.0%，使常温硬度提高到6668HRC，60c时高温硬度提高到5152HRC。 适用于耐磨性要求高的铰刀、锪钻，丝锥以及加工较硬材料(220250HBS)的刀具。 含铝高速钢铝高速钢W6M05cr4V2A1(简称501)和W10M04Cr4V3Al(简称5F一6)是我国独创的新钢种，这种钢常温硬度为6769HRC，600C高温时硬度为5455HRc，切削性能相当于钻高速钢M42，刀具寿命比W18cr4V显著提高(至少12倍)，而价格却相差不多，用这种钢做的齿轮滚刀允许l67ms的切削速度。 钴高速钢M42(W2MO9Cr4VCO8)和W10MO4Cr4V3CO10高速钢中加入钴可提高钢的热稳定性，促进回火时碳化物的析出，增加弥散硬化效果提高回火硬度从而提高常温和高温硬度及抗氧化能力。 由于钴的热导率较高，加入钻可以改善高速钢的导热性，并降低摩擦因数，从而提高切削速度。 高钒高速钢W6Mo5Cr4V 3、W12Cr4V4Mo高钒高速钢质量分数在35，由于形成大量高硬度耐磨的碳化钒弥散在钢中，提高了高速钢的耐磨性，且能细化晶粒和降低钢的过热敏感性。 3）粉末冶金高速钢是20世纪70年代开发的新型刀具材料，其工艺方法是用高压惰性气体（氩气或氮气）或高压水雾化高速钢水得到细小的高速钢粉末，再经热压制成刀具毛坯。 与熔炼高速钢相比具有以下优点a、能解决碳化物偏析普通熔炼高速钢在铸锭时会产生粗大碳化物共晶偏析，碳化物晶粒尺寸大到8020?m。 而粉末冶金高速钢碳化物晶粒为25?m，且无碳化物偏析，从而提高了钢的强度、韧性和硬度，其硬度可达6970HRC。 b、能保证各向同性由于粉末冶金的工艺特点，保证了粉末冶金高速钢的各向同性，从而减小了热处理内应力和变形，适合制造各种精密和复杂刀具。 c、磨削加工性好钒的质量分数5的粉末冶金高速钢的磨削加工性，相当于钒的质量分数为2的普通高速钢。 磨削效率比熔炼高速钢高23倍，表面粗糙度值显著减小。 d、能制造超硬高速钢粉末冶金高速钢新工艺，为在现有高速钢中加入高碳化物(TiC和NbC)和制造超硬高速钢新材料提供了可能性。 e、能节约钢材和工时用粉末冶金直接压制刀坯时，可大大减小加工余量、节约钢材和工时。 3硬质合金硬质台金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC，碳化铌NbC等)与金属粘结剂(钴、镍、钼等)在高温下烧结而成的粉末冶金制品。 其硬度为HRA8993，能耐8501000的高温，具有良好的耐磨性，允许使用的切削速度可达100300mmin，可加工包括淬硬钢在内的多种材料，因此获得广泛应用。 但是，硬质台金的抗弯强度低，冲击韧性差，刃口不锋利，较难加工，不易做成形状较复杂的整体刀具，因此目前还不能完全取代高速钢。 常用的硬质台金有钨钴类（YG类)、钨钛钴类(YT类)和通用硬质台金(YW类)三类。 （1）钨钴类（YG）YG类硬质台金主要由碳化钨（WC）和钴（Co）组成，常用的牌号有YG 3、YG 6、YG8等。 YG类硬质台金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。 YG类硬质台金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属投合金的效果也较好。 由于YG类硬质合金的耐热性和耐磨性较差，因此一般不用于普通钢材的切削加工。 但它的韧性好，导热系数较大，可以用来加工不锈钢和高温台金钢等难加工材料。 （2）钨钛钴类(YT类)YT类硬质台金主要由碳化钨、碳化钛和钴组成，常用的牌号有YT 5、YTl 5、YT30等。 它里面加入了碳化钛后，增加了硬质台金的硬度、耐热性、抗粘接性和抗氧化能力。 但由于YT类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较差，故主要用于切削切屑一般呈带状的普通碳钢及合金钢等塑性材料。 （3）通用硬质台金(YW类)钨钛钽(铌)钴类硬质台金(YW类)它是在普通硬质合金中加入了少量的稀有高熔点金属碳化钽（TaC)或碳化铌(NbC)，能阻止WC晶粒在烧结过程中长大，起到细化晶粒的作用。 从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有较好的综合切削性能。 YW硬质合金主要用于不锈钢、耐热钢、高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质台金，常用的牌号有YWl、YW2等。 涂层刀具和其它刀具材料涂层刀具和其它刀具材料 （1）涂层刀具涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，采用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)的工艺方法，涂覆一薄层(约512um)高硬度、耐磨性高、难熔金属化合物(TlC、TiN、AL2O3等)而获得的。 这样，可使刀片既保持了普通硬质合金基体的强度和韧性，又使表面有更高的硬度(可达15003000HV)和耐磨性更小的摩擦因数和高的耐热性(达8001200)。 实践证明，涂层刀片在高速切削钢件和铸铁时能获得良好效果，比未涂层刀片的刀具寿命提高13倍，高者可达510倍。 此外，涂层刀片通用性好，一种涂层刀片可代替几种未涂层刀片使用，大大简化了刀具管理和降低了刀具成本，获得较好的经济效益。 碳化钛的硬度比氮化钛高，抗磨损性能好，对于会产生剧烈磨损的刀具，碳化钛涂层较好。 氮化钛与金属的亲和力小，润湿性能好，在容易产生粘结的条件下，氮化钛涂层较好。 在高速切削产生大量热量的场合，以采用氧化铝涂层为好，因为氧化铝在高温下有良好的热稳定性能。 由于碳化物的硬度和熔点比粘接剂高得多，因此在硬质合金中，如果碳化物所占比例大，则硬质合金的硬度就高，耐磨性也好；反之，若钴、镍等金属粘结剂的含量多，则硬质合金的硬度降低，而抗弯强度和冲击韧性就有所提高。 硬质合金的性能还与其晶粒大小有关。 当粘结剂的含量一定时，碳化物的晶粒越细，则硬质合金的硬度越高，而抗弯强度和冲击韧性降低；反之，则硬质合金的硬度降低，而抗弯强度和冲击韧性就会有所提高。 （2）陶瓷材料陶瓷刀具材料的主要成分是硬度和熔点都很高的Al2O3。 、Si3N4等氧化物、氮化物，再加入少量的金属碳化物、氧化物或纯金属等添加剂，经压制成形后烧结而成的一种刀具材料。 它的硬度可达到HRA9195，在1200的切削温度下仍可保持HRA80的硬度。 另外，它的化学惰性大，摩擦系数小，耐磨性好，加工钢件时的寿命为硬质合金的1012倍。 其最大缺点是脆性大，抗弯强度和冲击韧性低。 因此它主要用于半精加工和精加工高硬度、高强度钢和冷硬铸铁等材料。 常用的陶瓷刀具材料有氧化铝陶瓷，复合氧化铝陶瓷以及复合氧化硅陶瓷等。 （3）超硬材料1人造金刚石金刚石是碳的同素异构体，分天然金刚石和人造金刚石两种。 人造金刚石是在高温(约2000C)、高压(59GPa)和金属触媒作用的条件下，由石墨转化而成的。 金刚石刀具的性能特点是 1、有极高的硬度和耐磨性人造金刚石的硬度高达10000HV，比硬质合金的硬度(13001800HV)和陶瓷的硬度高几倍，是世界已发现的最硬材料。 人造金刚石的耐磨性为硬质合金的6080倍。 2、有锋利的切削刃人造金刚石的切削刃钝圆半径很小，能进行超精密微量切削，使已加工表面冷硬层很小，尺寸精度和几何形状精度可达到31?m，表面粗糙度值可达到Ra0.020.06?m），可实现镜面加工。 3、有很高的导热性人造金刚石有较低的线膨胀系数和摩擦系数。 其热导率约为硬质台金的27倍，陶瓷的736倍，而热膨胀系数只有硬质台金的1/1l和陶瓷的18。 固此，切削热变形小，尺寸精度稳定。 4、耐热性较差人造金刚石的温度超过800C时就会碳化而失去切削能力；且与铁有较强的化学亲和力。 高温时金刚石中的碳元素会很快扩散到铁中去，而使刃口“破裂”。 因此，金刚石刀具一般不适于加工铁系金属。 5、强度很低人造金刚石脆性大，抗冲击能力差，对振动很敏感，要求机床精度高、平稳性好，且只适于切削层面积不大的精细加工。 使用场合人造金刚石主要用于制作磨具和磨料，用作刀具材料时，多用于在高速下精细车削或镗削有色金属及非金属材料。 尤其是用它切削加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨性的材料时，具有很大的优越性。 2立方氮化硼（CBN）立方氮化硼是由六方氮化硼（俗称白石墨）在高温高压下加入催化剂转变而成的。 它是70年代才发展起来的一种新型刀具材料，其特点 1、硬度很高可达到HV8000 90002、热稳定性好立方氮化硼具有比金刚石更好的热稳定性，其耐热性可达13001400C，其高温硬度高于陶瓷刀具。 当温度高达1370C以上时，才开始由立方晶体转变为六方晶体而软化。 因此，CBN适合在高速下加工高温合金。 3、化学稳定性好立方氮化硼具有比金刚石更好的化学惰性，在1000C以下时，不发生氧化现象，与铁系金属在12001300C时也不易起化学反应。 因此，在高速下切削淬火钢，冷硬铸铁时其粘接和扩散磨损较小，但在高温时(1000以上)易与水产生化学反应 4、有较高的热导率和较小的摩擦系数立方氮化硼的热导率比金刚石低(约为金刚石的12)但远高于陶瓷刀具，且热导率随温度的升高而增加。 这一性能对降低刀尖处的温度大有好处，并且摩擦系数小。 5、强度及韧性较差立方氮化硼的抗弯强度约为陶瓷刀具的1512，一般只用于精加工根据CBN的性能特点，它最适于加工高硬度淬火钢、高温合金等。 特别在精镗小直径孔时(635mm)，公差等级可达IT6级，表面粗糙度值小于Ra0.2?m。 CBN一般不适合加工塑性大的钢铁金属和镍基合金，也不适合加工铝合金及铜合金，因容易产生严重的积屑瘤，使已加工表面质量恶化。 由于CBN脆性大，不宜低速切削，通常采用负前角高速切削，以发挥刀具材料在高温时相对工件材料的硬度优势。 ；进入21世纪以来，随着制造技术的全球化趋势，制造业的竞争更加激烈，对制造技术必然带来巨大的挑战，首当其冲的是切削刀具的变化。 为了适应高精化、高速化、自动化、多功能化、搞生产效率化、缩短交货期等要求，要求切削刀具材料的强度和韧性要高，具有寿命长、高可靠、耐高温、耐磨损、抗氧化和抗冲击等特点。 特别为适应当前对环境保护的要求，提出了条件苛刻的干式切削。 切削刀具的设计和制造等方面也是日新月异，不断推陈出新，相应也推动了其他技术的发展。 数控刀具材料的发展主要体现在刀具的切削性能大幅度提高，以适应高速、高效、高精密、多功能、硬质和干式切削技术要求。 1、超硬刀具所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼（简称CBN），以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石（简称PCD）和聚晶立方氮化硼（简称PCBN）等。 人造金刚石是在1955年，由美国GE公司以高温高压合成的，接着该公司又在1957年成功的合成了立方氮化硼（CBN），超硬材料系列便随之形成。 1977年又成功的开发了PCD、PCBN。 超硬材料在最近10年里得到了迅速的发展，其脆性有了重大的改进，韧性提高，可靠性大大改善，已在数控加工中广泛应用。 由于它有比硬质合金更优良的耐磨性，能适应更高的切削速度，成为当前推动高速切削的主要刀具材料，使切削速度迅速向高速、超高速的目标推进。 超硬切削刀具的出现，不仅在高速切削上起到了突破性的作用，更重要的是适应了难加工材料的切削需要。 目前，超硬材料在数控加工中的使用量明显增加，在切削刀具中所占的比例显著提高，应用领域不断扩大。 由于它们优良的切削性能，为整个切削加工水平的提高起到了重大的作用。 PCD刀具精密加工有色金属及其合金、陶瓷、玻璃、木材、石墨等非金属材料最佳的刀具。 铝合金是航空工业、汽车工业和摩托车行业的重要材料，高效加工铝合金是这些部门的一项关键技术。 目前，由于用PCD制造的各种高性能刀具的广泛应用，切削效率显著提高。 产品已从原来车刀、面铣刀扩大到立铣刀、钻头、成型刀具、铰刀、镗刀、复合孔加工刀具等。 随着汽车、航空航天、电子、军工等部门对这些材料需求的增加，PCD的应用也将更加广泛。 现在高硅铝合金等产品零件的加工已经无法离开这类刀具，用PCD刀具加工铝合金的切削速度可达5000m/min以上。 在精密和超精密加工各种精密仪器透镜、反射镜、计算机磁盘、复印机和录像机磁鼓等工件。 目前，已有多个品种、不同CBN含量的PCBN数控刀具用于车刀、镗刀、铣刀、铰刀、复合孔加工等，主要用于高速加工铸铁、淬硬钢和高硬铸铁以及某些难加工材料。 PCBN刀具既能胜任淬硬钢（45-65HRC）、轴承钢（60-62HRC）、高速钢（62HRC）、工具钢（57-60HRC）、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其它难加工材料的高速切削加工。 可以实现以车代磨，大幅度提高加工效率，被加工材料的硬度越高越能体现PCBN刀具的优越性，是实现以车代磨的最佳刀具之一。 对铸铁零件的超高速切削，PCBN可发挥惊人的效应。 CVD金刚石薄膜涂层数控刀具多应用于航空、航天、汽车及电子信息技术行业，对高强度铝合金、纤维金属层板、碳纤维热塑性复合材料、镁合金、石墨、陶瓷等零部件进行铣削、车削及孔的加工，达到了高速、高寿命、干式加工技术要求。 CVD金刚石薄膜涂层可用于制造整体硬质合金立铣刀、铰刀、钻头、可转位刀片等。 目前，各厂商不断地改进金刚石涂层工艺技术，提高金刚石薄膜与刀具基体的结合牢固程度和致密度。 CVD厚膜金刚石的硬度与天然金刚石接近，并且是各向同性，成本低，如果沉积质量进一步提高，在超精密加工中也有取代天然金刚石的可能。 通过近二十年来的应用研究和开发，CVD金刚石厚膜刀具生产工艺已较成熟，并进入了实用阶段。 美国肯纳金属公司、通用汽车公司、日本三菱金属公司、住友电工和东芝钨金属公司等；欧洲瑞典山特维克公司、德国格林公司等已有产品销售。 较典型的CVD金刚石膜刀具产品有美国肯纳金属公司的KD100涂层刀片、KDF300牌号CVD金刚石薄膜涂层硬质合金立铣刀等。 我国已成功掌握了这门技术。 随着技术的发展，它将是PCD有力的竞争对手。 2、陶瓷刀具陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能，与金属的亲和力小，不易与金属产生粘接，并且化学稳定性好。 因此，陶瓷刀具广泛应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工，可用于超高速切削、高速干切削和硬材料切削。 陶瓷刀具的最佳切削速度可以比硬质合金刀具高2-10倍，而且刀具寿命长，减少了换刀次数，从而大大提高了切削加工生产效率。 陶瓷刀具材料使用的主要原料氧化铝、氧化硅等是地壳中最丰富的元素，取之不尽，用之不竭，因此，开发和使用陶瓷刀具，对节省战略性贵重金属有十分重要的意义。 近30年来，由于控制了材料的纯度和晶粒尺寸，添加了各种碳化物、氮化物、硼化物和晶须，以及采用多种增韧补强机制，使得陶瓷刀具的强度、韧性和抗冲击性都有了大大提高，应用范围日益广泛。 目前，各种Al2O3和Si3N4基陶瓷机夹可转位车刀、铣刀等数控刀具已广泛应用于加工钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工。 3、涂层刀具刀具涂层技术自从问世以来，对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用。 刀具的涂层技术在现代切削加工和刀具的发展中起着十分重要的作用，涂层刀具已经成为现代刀具的标志，自从问世以来发展非常迅速，应用领域不断扩大。 目前，国外硬质合金可转位刀片的涂层比例在70%以上，在欧洲，齿轮刀具的涂层比例高达90%。 涂层性能也不断提高，不仅开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，而且通过对涂层结构的调整提高涂层的性能，防止涂层的剥落。 当前涂层发展的另一个特点是，各公司都根据产品功能的需要，综合各种涂层的特点开发专用涂层牌号，涂层刀具已成为刀具新产品开发的重要内容。 涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后，刀具性能发生了巨大的变化。 涂层材料主要有TiC、TiN、Ti（C,N）、TiAlN、AlTiN、Al2O 3、CrN、ZrC、MoS 2、WS2等，采用PVD、PCVD、CVD涂层工艺技术。 早期涂层为单一涂层，现在发展到多层涂层、多层涂层的优点是可以增强粘接力，同时也可以防止涂层的细微裂纹向下延伸，增强了涂层的强度。 复合涂层发展很快，已经由TiN、TiC（N）发展到第三代的TiAlN。 TiAlN的耐高温性能强，特别适合高速切削的加工要求。 随着高速切削的发展，近期又出现了一种新的涂层（Ti，Al，Si），使TiAlN的耐高温水平又从830提高到1000。 涂层技术的应用能根据被加工材料的不同，选择合适的涂层材料，涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成型拉刀及各种机夹可转位刀片，满足高速切削加工强度，高硬度铸铁（钢）、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非铁金属材料等材质工件的生产技术不同要求。 刀具表面涂层工艺技术对于大幅度提高数控刀具的切削性能，具有成本低、见效快的特点，该工艺技术可根据各种切削加工技术要求，机动灵活地变换涂层材料，工艺技术较优。 各厂商正在不断提高涂层工艺技术，改进涂层材料及开发纳米级超薄、超多层涂层和氮化碳等新型涂层材料，旨在不断提高涂层结合牢度、耐磨性、耐热性和抗冲击韧度等，尽力扩大应用范围。 涂层将成为改善刀具性能的主要途径。 4、硬质合金刀具硬质合金在切削刀具领域中始终起着重要的作用，伴随它的出现，切削速度明显提高，更重要的是可以切削硬度较高的材料，所以在很多场合取代了高速钢刀具。 当前数控刀具材料的发展有一个重要的趋势，即硬质合金刀具应用范围继续扩大，TiC（N）基硬质合金（也称金属陶瓷）、超细晶粒硬质合金、稀土硬质合金、梯度结构硬质合金及硬质合金与高速钢两种粉末复合的材料将代替相当一部分高速钢刀具，包括钻头、立铣刀、丝锥等简单通用刀具和齿轮滚刀、拉刀等精密复杂刀具，是这一类刀具的切削速度和刀具寿命有很大的提高。 随着整体硬质合金刀具的推广，将使原先采用高速钢刀具的大部分应用领域的切削效率显著提高。 硬质合金将在数控刀具材料中占主导地位，覆盖大部分常规的加工领域。 TiC（N）基硬质合金具有高硬度、耐磨性能强、抗弯强度高等特点，特别是抗氧化、抗粘接能力强、韧性好，其功能几乎覆盖了大部分硬质合金的使用范围，其最大的优点是节约了大量Co、W等稀有金属。 TiC（N）基硬质合金各种机夹可转位车刀、镗刀、铰刀、铣刀、复合孔加工数控刀具及整体式立铣刀、铰刀等数控刀具正在应用于高强度、高硬铸铁（钢）合金、锻钢合金、淬火钢合金、耐热合金等零部件自动生产线上，以满足高速、高效、硬质、干（湿）式精细切削加工技术要求。 由于TiC（N）基硬质合金有接近陶瓷的硬度和耐热性，加工时与钢的摩擦系数小，