刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃;焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上;機械夾固結構又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構;瓷刀具都采用機械夾固結構。
刀具材料大致分如下幾類:高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。
這里主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早,但由于其脆性,發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后,還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系,即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具,具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點,有很好的前景。
刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀,就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀),由于掌握了滲碳技術,制成了銅質刀具。當時的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
對拉刀、滾刀、鉸刀、銑刀等復雜高速鋼刀具,在低溫條件下,進行碳、氮、硫、硼、氧等多元素共滲,使刀具的耐用度平均提高2 倍~5倍。這是因為這些元素滲入刀具表層后,使刃具表層的化學成分發(fā)生了變化,在切削過程中起到了減小摩擦和自潤滑作用,從而降低了切削力和切削熱,提高了刀具耐用度,降低了生產(chǎn)成本。
此工藝簡單,工作溫度低,是一種提高復雜高速鋼刀具耐用度的有效措施。