木工用的刀具选用什么材料的最好

Question

如题所述

Answer 1

木工刀具的特点是要求在高速并且承受冲击载荷的切削条件下，长时间保持切削的锐利性能。木工刀具的材料，必须具备必要的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、一定的工艺性(如焊接、热处理、切削加工和磨削加工性能等)。

碳素工具钢(碳工钢)
是指含碳量在0.65%～1.35%的优质高碳钢，以钢中S,P含量的多少，分为优质钢和高级优质钢。优质钢用来制造载荷小、切削速度低的手工工具，高级优质钢用来制造机用刀具。碳工钢具有价格低廉、刃口锋利，热塑性好及切削加工性能好等优点。它维持切削性能的温度低于300℃，淬灭后的常温硬度HRC60-64，这类钢的不足之处是热变性大，淬透性差，热硬性不太高。

10.1.2合金工具钢(合工钢)
在工具钢中加人Cr、W、Ni、V、Co、Mo、Si、Mn等合金元素便成为合金工具钢如9CrSi，CrVIMn等。近年来，轴承钢GCr15等也可代替合金工具钢使用。
木工刀具的合金工具钢,合金元素的含量范围:Cr<1%，W=1%一2%，Ni=1%-1.5%，V<0.3%。
高速钢
提高合金钢中w、Cr、V、Mo等的含量便成为高速钢，又称锋钢。按质量计，高速钢中约含Cr4%，W和Mo1.0%一2.0%，V1%以上在高速钢中W和Mo的作用基本相同由于钢中合金元素含量较高，一部分w和Fe,Cr一起构成高硬度的碳化物，一部分W则溶于基体中，采用接近熔点的淬火温度，得到细晶粒的高合金化的马氏体组织。所以，它的热硬性积耐磨性都比碳素工具钢和合金工具钢高，淬火后的硬度HRC62-70，维持其切削性能的温度可达540一600℃。
为了提高高速钢的性能，国外主要通过增加Co和C的含量的办法。我国钻资源较为贫乏，为了节省昂贵的钻资源.采用加A1增C的方法，即在W6Mo5 Cr4V2基础上加人1%Al，C从0。8%-0.9%提高到1.05-1.2%，制成501钢，它的高温硬度抗弯强度和冲击韧性与M42相当，价格便宜(价格约为钻类高速钢的20%)。
硬质合金
硬质合金是由硬度极高、难熔的金属碳化物(wC，Tic)，用Co、Mo、Ni等做黏结剂烧结而成的粉末冶金制品。它的性能主要取决于金属碳化物的种类、性能、数量、粒度和黏结剂的用量。硬质合金的硬度HRC74一81.5，其硬度随黏结剂含量的增加而降低。硬质合金中高温碳化物的含量超过高速钢，所以热塑性好，能耐高达800-1000℃的切削温度。600℃时超过高速钢的常温硬度，1000℃时超过碳钢的常温硬度。
随着人造板工业和木材加工工业自动化的发展，硬质合金这种高耐磨性的材料已成为主要的木工刀具材料。
但是，硬质合金是脆性材料，抗弯强度约为普通高速钢的1/2一1/4，冲击韧性约为普通高速钢的1/4一1/30，刀刃也不能磨得像高速钢那样锋利。

立方氮化硼(CBN)
立方氮化硼是一种硬度仅低于金刚石的新型超硬材料，立方氮化硼的缺点是抗弯强度低于一般硬质合金，成本高，焊接性能差，易崩刀。目前还处于实验阶段.其性能还有待进一步研究。

金刚石
工业上制作刀具所使用的金刚石实际上是一种人造聚晶金刚石(Polycrys-talline diamond，简称PCd)，其晶体各向同性，相互间有很强的结合力，刀具的耐磨性不随方向而变化，材质稳定，切削性能可以预测，虽然硬度比天然金刚石小，但强度及韧性优于天然金刚石，不易碎裂损坏，故使用寿命更长。
聚晶金刚石复合刀片是使用一定粒度的金刚石微粒(表层)与硬质合金(基体衬垫) 在高温高压下烧结成的复合烧结体。聚晶金刚石复合刀片主要用于强化木地板、多层实木复合地板，竹地板和实木门等制品的切削加工。

木工刀具材料的合理选择

为了节省贵重金属材料和经济上的合理性，一般刀具切削部分和刀体可以用不同的材料制造，通过焊接或机械装夹的方式结合。
刀具材料的合理选择必须考虑上述因素，显然，它们之问并不是孤立的，而是有联系甚至是相互制约的。例如，刀具材料的硬度和热硬性满足了要求，但是，韧性较差或热处理变形较大，不一定能使用在木工刀具上。为此，在具体选择刀具材料时，可以重点考虑如何满足主要要求，其他方面只要影响不大可以忽略。
机用木工刀具、人造板加工中使用的刀具以及带锯条和圆锯片还广泛采用合金工具钢制造。这是因为合金工具钢中加人了合金元索w、Mn、Mo、Cr、V、Si、Ni、Co等后影响钢的相变过程，使钢的可淬性、耐磨性、韧性等性能得到改善。
钨(w)主要提高钢的硬度，改善可淬性而可塑性不降低，锰（Mn）能提高钢的硬度和可淬性，消除钢中的硫，但降低了钢的韧性;钼(Mo)可提高钢的可塑性、可淬性和硬度;铬(Cr)能提高钢的可淬性和高碳钢的耐磨性;钒(V)可提高钢的硬度、可塑性，改善可淬性，少量的钒能使钢的组织变细，降低热敏感性;硅(Si)可提高钢的弹性，改善可淬性，但降低了钢的可塑性，镍（Ni）能提高钢的韧性和可塑性，改善耐蚀性，但钢的硬度略有降低;钻(Go}能使钢的耐磨性提高，但降低可淬性。

Answer 2

　　木工刀具为了保证快速作业、负荷木材或复合材料的切削冲击，保持长时间的作业能力，木工刀具材料多为金属类，但是必须保证刀具的高硬度、高强度、高韧性，同时还要考虑经济成本，木工刀具为多种材料制成，切削部分与刀体部分则通过焊接或装夹等方式复合而成。

　　木工刀具大多使用的是合金工具钢制作，在钢中加入一些合金元素，让刀具的韧性、硬度、耐磨性等获得提升。总体来说，大家应该首先考虑最主要的因素。下面来介绍几种木工刀具使用的材料。

　　合金钢

　　在钢中加入微量的合金元素，将其制作成合金工具钢，最近几年，合金工具钢被广泛的应用于木工等刀具的制作。

　　碳素钢

　　碳素钢造价较低、切削能力好，热塑性好且十分锋利，是制作木工刀具的绝好材料。但是这种材料也有不足之处，就是耐热性差，它的作业环境要求在300度以下，温度过高，材料的硬度就会降低，切削作业质量下降。碳含量更高的优质高级钢常被用来制造器械使用的刀具。

　　高速钢

　　高速钢因为提高了合金钢中的合金元素的比例，使得它的热硬度和耐磨性更高，使得它比碳素钢和合金钢更优质。高速钢的作业环境提升到了540度至600度左右。

　　硬质合金

　　它主要是由金属的碳化物加上合金元素混合烧制而成，它具有耐热性和高硬度两个优点，在800度到1000度左右仍可以继续作业，并且它的硬度超越了碳素钢。硬质合金目前主要应用于人造板和木材加工的自动化生产过程。但是硬质合金材料比较脆，容易断裂，所以不能削磨得太尖锐。

　　金刚石

　　刀具制造使用的金刚石为人工合成，但是两者化学结构相同，其强度和韧性要强于天然金刚石，硬度比天然金刚石要弱。它与其他材料相比，更加耐热、耐磨，使用寿命更长。金刚石复合刀片是木工中常用来进行强化木地板、实木复合地板、竹制地板、实木门等切割的工具。

　　木工刀具使用的材料为了要满足一些焊接、切削、打磨等处理工艺需要、保证手动或机用的性能稳定度，木工刀具使用材料的选择因素不是单一的，而是全方面的，互相制约的，有时候不同的配额的变化，制作的刀具差异会较大。

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