當(dāng)今在生產(chǎn)實(shí)際中用來加工鈦合金的刀具材料主要有：硬zhi質(zhì)合金、聚晶金剛石(PCD) 、聚dao晶立方氮化硼(PCBN) 等。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)際驗(yàn)證，硬質(zhì)合金和PCD 刀具被認(rèn)為是加工鈦合金比較理想的刀具材料。
1．硬質(zhì)合金刀具
硬質(zhì)合金刀具是目前加工鈦合金應(yīng)用最為廣泛的一種刀具。因其低廉的價(jià)格、優(yōu)良的導(dǎo)熱性、較高的硬度、韌性和紅硬性己成為國內(nèi)企業(yè)加工鈦合金的首選。硬質(zhì)合金按晶粒的大小可分為普通硬質(zhì)合金、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金；按化學(xué)成分可分為鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類（YT）和添加稀有碳化物類（YW）。由于鎢鈷鈦（YT）類刀具和鈦合金有強(qiáng)烈的親和力，所以目前在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用的仍然是鎢鈷類硬質(zhì)合金YG8、YG6、YG3等。如果使用添加的稀有金屬的細(xì)晶粒硬質(zhì)合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的壽命和加工效率。
硬質(zhì)合金刀具加工鈦合金的速度可以達(dá)到45m/min以上，但當(dāng)切削速度繼續(xù)增加時(shí)，刀具和工件接觸面的溫度迅速升高，同時(shí)由于Co的熔點(diǎn)較低，在高的切削溫度及元素?cái)U(kuò)散作用下，造成了刀具材料中W和Co元素的擴(kuò)散和流失，降低了刀具的硬度和韌性，使硬質(zhì)合金刀具發(fā)生嚴(yán)重的塑性變形、粘結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損，導(dǎo)致刀具失效，因此，硬質(zhì)合金刀具只適合切削速度小于75m/min的鈦合金。
2．聚晶金剛石（PCD）刀具
聚晶金剛石刀具（見圖3）具有極高的硬度和耐磨性、刃口鋒利、低摩擦系數(shù)、高彈性模量、高導(dǎo)熱系數(shù)、以及與非鐵金屬親和力小等優(yōu)點(diǎn)。
金剛石刀具主要有聚晶金剛石（PCD）刀具和化學(xué)氣相沉積刀具（VCD）金剛石刀具。金剛石類刀具適用于鈦合金的精加工和超精加工。金剛石的耐熱溫度只有700~800℃，加工時(shí)必須進(jìn)行充分的冷卻和潤滑。試驗(yàn)表明，在切削速度105m/min的情況下車削鈦合金Ti-6A1-4V時(shí)，PCD刀具并沒有發(fā)生粘結(jié)磨損，在刀具前、后刀面也都粘有較多鈦合金，這些粘著物會(huì)被切屑慢慢帶走，不會(huì)對(duì)切削刃帶來損害，因?yàn)樵诘毒弑砻鏁?huì)形成一層薄薄的TiC層，這種TiC層很穩(wěn)定，能很大程度降低PCD刀具前、后刀面的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損。但是由于PCD刀具刀尖鋒利和切削溫度高，在切削加工中更易發(fā)生微崩刃和石墨化引起的溝槽磨損。
3．聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具
如圖4所示為聚晶立方氫化硼PCBN車刀，PCBN刀具的硬度雖然略低于金剛石，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它高硬度材料，而且PCBN 刀具熱穩(wěn)定比金剛石高得多，可達(dá)到1200℃以上，適合高溫干切削。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)惰性大，與鈦合金在1200℃不起化學(xué)反應(yīng)。
PCBN刀具加工鈦合金與硬質(zhì)合金刀具相比，有切削速度高、表面粗糙度低和刀具壽命長等特點(diǎn)，并且在高速、低進(jìn)給量、低背吃刀量的條件下，有更長的刀具壽命和非常好的工件加工表面粗糙度，因此PCBN刀具更適合用作鈦合金的精加工，但由于PCBN 刀具脆性很大，在切削加工中應(yīng)重視刀具可能產(chǎn)生的破損和崩刃問題。