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。