刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。在金属切削加工过程中，刀具的切削部分直接承担切削工作，刀具使用寿命的长短和生产率的高低，首先取决于刀具材料性能的优劣，其次取决于刀具切削部分的结构是否合理。刀具材料的性能是影响加工表面质量、切削效率和刀具寿命的基本因素。正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容。
1．刀具材料应具备的性能
1）高硬度和高耐磨性
刀具切削部分材料的硬度要求高于被加工材料的硬度，在常温状态下，刀具硬度应在60HRC以上。一般说，刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
2）足够的强度和韧性
刀具切削部分材料承受着各种切削力、冲击与振动，应具备足够的强度和韧性，以保证在正常切削条件下，不至于崩刃或断裂。一般用刀具材料的抗弯强度来表示它的强度大小，用冲击韧性来表示其韧度的大小，它反映刀具材料抗脆性断裂和崩刃的能力。
3）高耐热性
耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。
4）良好的工艺性和经济性
为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，如切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，刀具消耗占日常生产成本的1／3以上，所以选用刀具材料时应结合实际，降低成本。
2．常用刀具材料
常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。
1）高速钢
高速钢的抗弯强度高、韧性好，常温硬度一般大于60HRC，在切削温度达500～600℃时，仍能保持高硬度（≥60HRC），刃磨时刃口可磨得较锋利，并且具有较好的工艺性，可制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成型刀具。常用的高速钢牌号有W18Cr4V、W6M05Cr4V2等。
2）硬质合金
硬质合金是由硬度和熔点很高的金属碳化物（如WC、Ti C、Ta C等）和金属粘结剂（Co、Ni、Mo等）经粉末冶金法烧结而成的。它的硬度高89～93HRC，耐850～1000℃的高温，具有良好的耐磨性，允许的切削速度比高速钢高4～10倍，能切削高硬度（50HRC）材料，但其抗弯强度低、冲击韧性差、制造工艺性差，不适于制造复杂的整体刀具，多制成各种形状的刀片，焊接或夹固在刀杆上使用。
常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其他碳化物而分为以下几类：
（1）钨钴类YG（K）类。WC＋Co：具有较高的抗弯强度，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。常用牌号有YG3、YG6、YG8。数字表示Co的百分含量，含Co多韧性好，用于粗加工；Co少用于精加工。
（2）钨钛钴类YT（P）类。Ti C＋WC＋Co：与YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，但导热性能较差，抗弯强度低，适用于加工钢料等韧性材料。常用牌号有YT5、YTl5、YT30。含Ti C量多，含Co量少，耐磨性好，适合精加工；含Ti C量少，含Co量多，承受冲击性能好，适合粗加工。
（3）钨钛钽钴类YW（M）类。WC＋Ti C＋Ta C＋Co：在YT类硬质合金的基础上添加Ta C（Nb C），提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧化能力和耐磨性。常用牌号有YW1、YW2。既可以加工钢，又可以加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难切削材料。
3）陶瓷材料
陶瓷材料是以氧化铝为主要成分，经压制成型后烧结而成的一种刀具材料。它有很高的硬度和耐磨性，硬度达78HRC，耐热性高达1200℃以上，化学性能稳定，故能承受较高的切削速度。但陶瓷材料的最大弱点是抗弯强度低，冲击韧性差。主要用于钢、铸铁、有色金属、高硬度材料及大件和高精度零件的精加工。
4）超硬刀具材料
金刚石和立方氮化硼的统称，用于超精加工和硬脆材料加工。
（1）金刚石分天然和人造两种，天然金刚石由于价格昂贵用得很少。金刚石是目前已知的最硬物质，其硬度接近10000HV，是硬质合金的80～120倍，但韧性差，金刚石刀具可用于加工非金属及有色金属材料。金刚石刀具不能用于加工黑色金属，因为黑色金属中的某些元素会腐蚀金刚石，从而导致刀具快速磨损。金刚石刀具更多地应用于高速精加工及半精加工中。
（2）立方氮化硼（CBN）。由氮化硼在高温高压作用下转变而成。它具有仅次于金刚石的硬度和耐磨性，硬度可达8000～9000HV，耐热高达1400℃，化学稳定性好，与铁族元素亲和力小，但强度低，焊接性差。主要用于淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料。
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