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为了有效地切削齿轮，切削刀具材料必须同时具备以下品质：

• 耐用性：承受工具界面处发生的磨损以及切削过程压力造成的工作的能力。
• 强度：承受切割工件所需压力而施加在工具上的能力。
• 红硬性：当材料因切割处的摩擦而处于高温时，能够保持足够的硬度。

不幸的是，在任何材料中，这些品质之一的增加总是会导致其他品质的恶化。一般来说，我们可以说耐久性和红硬性的增加只是以牺牲强度为代价。切削刀具材料属于四大类之一：

• 高速钢 (HSS)
• 粉末金属高速钢 (PM)
• 桥梁材料
• 碳化物

HSS 和 PM HSS 材料

最常用的材料是高速钢，因其能够以比普通碳钢工具更高的速度切割铁、钢和其他相当硬的材料而得名。这是由于 HSS 能够在高温下保持硬度。这种质量被称为“红硬度”，根据高速钢的等级而有所不同。这种硬度是刀具耐磨性的主要因素。

HSS 在给定硬度下也比碳钢更坚韧，并且能够承受更高的切削应力。同样，这种理想的质量随着材料的等级而变化。韧性和硬度通常成反比——硬度越高，材料变得越脆。HSS的属性可以总结为：

• 室温下硬度高
• “红硬性”高
• 韧性合理
• 耐磨性高

HSS 是一种合金钢——它包括基本铁/碳化学中除铁以外的金属。这些合金金属的数量和数量决定了最终材料的特性，并产生了广泛的 HSS 等级，并非所有这些等级都用于齿轮切削刀具。

除铁外，高速钢的化学成分将包含以下一种或多种（碳，它不是金属，是所有钢的组成部分）：

碳 C 钼 Mo
铬 Cr 钒 V
钨 W 钴 Co

耐久性、强度和“红硬性”等因素将一个等级的 HSS 与另一个等级区分开来。耐用性是与被切割材料接触时的耐磨性。强度是在高切削载荷下抗断齿的能力。红硬性是在高温下保持高硬度的能力。

与所有材料一样，很难在一种组合中获得最大强度和最大硬度。较硬的材料使用寿命更长，切割较硬的钢材，并且更容易断裂。其中许多被归类为粉末金属 (PM)，可确保更精细的晶粒结构、更好的强度和热处理后的耐用性。

非 PM 材料被称为“锻造”高速钢。这两种类型都有棒材形式，但锻造材料棒材是由浇铸锭轧制成的。PM 材料是由压制烧结粉末制成的锭轧制而成。结果是非常精细的晶粒结构，因此具有卓越的强度和耐用性。

PM 材料的成本明显高于锻造材料。它们具有与“锻造”高速钢相同的合金剂和相同的等级。不同之处在于制造过程和由此产生的晶粒结构。锻造的高速钢在坩埚中混合并倒入铸锭模具中。然后将这些锭轧制成适当尺寸的棒材，并在柔软、可加工的条件下交付给工具制造商。通过将熔融合金喷射到惰性气氛中，将 PM 材料转化为细粉。然后在非常高的压力下将粉末压制成圆柱形。从模具中去除氧气，然后将其加热至焊接温度。粉末形成固体坯料，然后以通常的方式轧制。

该工艺的优点是在刀具淬火过程中，得到的晶粒组织极其细小，硬质晶粒（碳化物）小、密堆积、均匀。这导致比锻钢工具更高的结构强度和耐用性。

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