前言：選錯一把刀，損失的遠不只是刀具費用

根據 Kennametal 的行業觀點，切削刀具的選擇直接決定了加工速度、表面品質與機台停機頻率。然而許多工廠仍習慣「用熟悉的就好」或「只看價格」，忽略了工件材質、加工類型與批量規模三個最關鍵的選刀維度。

Sandvik Coromant 明確指出：「選擇最適合的切削刀具材質（等級）與刀片幾何形狀，是確保無故障、高效加工製程的重要前提，與切削數據、刀具路徑同等重要。」

2024 年全球金屬切削刀具市場規模已達 466 億美元，預計以年複合成長率 5.4% 持續成長至 2034 年，其中硬質合金（Carbide）以逾 30% 市佔率居各材質之首，且以 CAGR 6.1% 持續成長。這個數字背後說明的是：全球製造業對刀具性能的要求正在快速升級。

本文以 Sandvik Coromant、Kennametal、Walter Tools 等國際頂尖刀具廠的技術文件為基礎，系統整理四大類切削刀具的材質特性、使用場合判斷邏輯與常見錯誤，每個品類附有真實加工場景說明。

一、切削刀具材質總覽：先認識材料，再選刀型

常見問題：HSS 和硬質合金到底差在哪裡？什麼時候該升級到陶瓷刀？

Kennametal 在其採購指南中直接說明：「HSS 的切削速度僅為鎢鋼（Carbide）的四分之一，甚至更低。HSS 或許適合時間充裕的愛好者，但對於專業機械加工廠，Carbide 才是首選。」

以下為四大主流材質的交叉比較：

材質硬度（HRA）耐熱溫度韌性適合切削速度相對成本
高速鋼（HSS）83～85約 600°C★★★★★低～中速低
粉末冶金高速鋼（HSS-PM）85～87約 650°C★★★★☆中速中
硬質合金／鎢鋼（Carbide）90～92約 1,200°C★★★☆☆中～高速（HSS 的 3 倍）中高
陶瓷（Ceramic）93～94約 1,100°C★☆☆☆☆超高速（Carbide 的 2～3 倍）高
PCD 鑽石塗層接近鑽石—★☆☆☆☆超高速極高

Sandvik Coromant 的塗層技術文件進一步說明：CVD 塗層（化學氣相沉積）是需要耐磨性應用的首選，包含鋼材的一般車削、鏜孔，以及不鏽鋼的一般車削；PVD 塗層（物理氣相沉積）則在 400～600°C 的相對低溫下形成，其壓應力為刀刃增添韌性與抗梳裂性，特別適合需要銳利刀刃的精加工應用。

📌 選材邏輯口訣：

二、車刀（Turning Tool）：外徑車削最常用，場合決定刀片型號

常見問題：車刀的 P、M、K 分類是什麼意思？要怎麼看型號對應工件？

使用場合說明

車刀主要用於車床（傳統車床、CNC 車床）對圓形工件進行外徑、內孔、端面、螺紋等加工。以下為常見使用場合：

加工任務典型場合說明
外徑粗車軸類零件初步成形大切深、高進給，快速去除材料
外徑精車精密軸、滾筒表面小切深，要求 Ra 值低於 1.6μm
端面車削法蘭盤、齒輪毛坯端面確保端面垂直度
內孔車削（鏜孔）液壓缸、泵浦缸體需用內徑車刀（鏜刀）
螺紋車削大尺寸外螺紋（M30 以上）、梯形螺紋優於絲攻的選擇
切斷棒料自動車床切斷使用切斷刀片

ISO 刀片材質分組（P / M / K）對照

Sandvik Coromant 與 Kennametal 均採用 ISO 國際標準三大系列對車刀刀片分類：

代號顏色識別適用工件材質典型應用場合
P 系列藍色鋼、鑄鋼、長屑可鍛鑄鐵一般碳鋼軸類、模具鋼粗加工
M 系列黃色不鏽鋼、耐熱合金、錳鋼304／316 不鏽鋼、鎳合金車削
K 系列紅色鑄鐵、短屑非鐵金屬、硬質材料灰鑄鐵、黃銅、鋁合金車削

Kennametal 的技術文件補充說明：針對沃斯田鐵系不鏽鋼（如 304、316），其 KC9225 等級採用鈷富集（Cobalt-enriched）基材，可有效抵抗深度切口缺口磨損，並減少加工硬化材料常見的毛邊問題；KC9240 等級則以 CVD 塗層結合高韌性基材，專為不鏽鋼的斷續切削與熱機械衝擊設計。

使用場合實例

場合一：汽車零件廠（量產碳鋼軸）

場合二：不鏽鋼水泵殼體加工

場合三：工模廠小批量特殊合金

三、銑刀（Milling Cutter）：刀型最多、場合最廣，選錯刀型直接影響加工精度

常見問題：立銑刀、球型銑刀、面銑刀怎麼選？刃數和刀徑又有什麼影響？

銑刀主要類型與使用場合

Kennametal 的技術文件說明，銑削已發展到涵蓋大量加工操作與應用，包含平面、螺紋、孔洞與型腔等加工，這些過去需要車削、鑽孔或攻牙才能完成的工作，如今都可透過正確的銑刀完成：

刀型外觀特徵主要使用場合典型加工範例
面銑刀（Face Mill）大直徑刀盤，可裝多片刀片大面積平面加工、粗銑機座面、工作台面平面加工
立銑刀（End Mill）圓柱形，底部有刃側銑、開槽、輪廓銑削模具型腔、零件外形銑削
球型銑刀（Ball End Mill）端部為半球形曲面精加工、3D 輪廓模具曲面、葉片型面
T 型槽銑刀（T-Slot Cutter）T 字形截面專門加工 T 型槽工作台 T 槽、夾具 T 槽
鍵槽銑刀（Woodruff Cutter）圓盤形，薄刃鍵槽、半圓槽加工軸端鍵槽
粗銑刀（Roughing End Mill）刃口呈波浪齒快速去料、高效粗銑鑄件、鍛件毛坯粗銑

刃數選擇對應加工場合

刃數適用工件材質使用場合說明
2 刃鋁合金、銅、軟材排屑空間大，不易積屑瘤，軟材首選
3 刃不鏽鋼、一般鋼材排屑與剛性的平衡選擇
4 刃鋼材、鑄鐵剛性高、表面品質好，適合精銑
6 刃以上硬質鋼、高溫合金精加工超高轉速精加工，每刃切量極小

塗層選擇與加工場合對應

依據 Sandvik Coromant 的 CVD／PVD 塗層技術文件：

使用場合實例

場合一：鋁合金手機殼 CNC 加工

場合二：模具鋼（SKD11，HRC60）精加工

場合三：鑄鐵機座大面積平面加工

四、鑽頭（Drill）：孔加工最基本工具，材質與幾何角度決定壽命

常見問題：麻花鑽和整體硬質合金鑽頭差在哪？什麼時候需要用到含鈷鑽頭（HSS-Co）？

鑽頭材質類型與使用場合

Sandvik Coromant 的 CoroDrill 系列技術文件指出，其新型多層 PVD 塗層鑽頭主要針對 ISO P、M、K 及 H 材料進行設計，並在 ISO N 與 ISO S 材料上也有競爭力。以下為各材質鑽頭的系統對照：

材質適用工件優點缺點使用場合
高碳鋼木材、塑膠、軟金屬最便宜耐熱差，金屬加工幾乎不用手工 DIY 木工
高速鋼（HSS）低碳鋼、鋁、銅、塑膠韌性佳、可重磨不適合高速或硬材一般工廠通用孔加工
含鈷高速鋼（HSS-Co/M35）不鏽鋼、合金鋼、耐熱合金耐熱性較 HSS 提升約 20%較 HSS 脆，不耐衝擊不鏽鋼板金、合金鋼加工
整體硬質合金（Solid Carbide）鑄鐵、硬化鋼、複合材料高速、長壽命、精度高脆，不耐側向力，成本高CNC 精密孔加工
TiN／TiAlN 塗層鑽頭鋼材、鑄鐵耐磨性提升 2～3 倍不適合鋁（TiAlN 不黏鋁）批量生產孔加工

鑽頭鑽尖角度與材質對應

頂角（鑽尖角）適用材質說明
90°銅、軟非鐵金屬入刀輕快，不易滑移
118°（標準）一般碳鋼、鑄鐵最通用角度
135°（分屑型）不鏽鋼、硬鋼減少軸向力，定位準確
140° 以上鎳合金、高溫合金大頂角減少擠壓，降低加工硬化

Sandvik Coromant CoroDrill 860 的設計採用優化的雙邊緣（Double Margin）設計，以提升穩定性與孔品質，並透過新型尖端減薄（Point Thinning）降低切削力，特別適合汽車、一般機械工程等需要閥體、缸體、法蘭等零件孔加工的應用場景。

使用場合實例

場合一：鐵工廠大量鑽 M6 螺紋底孔（碳鋼板）

場合二：不鏽鋼板金（SUS304）鑽孔

場合三：精密模具鋼深孔加工（H13，HRC50）

五、絲攻（Tap）：螺紋加工最易斷刀，場合選錯代價最高

常見問題：螺旋絲攻和直溝絲攻有什麼不同？盲孔一定要用螺旋絲攻嗎？

絲攻主要類型與使用場合

依據 Walter Tools 的螺紋加工技術手冊，絲攻的選擇需根據工件材質（長屑/短屑）、孔型（通孔/盲孔）與生產方式（手工/機械）三個維度同時判斷：

絲攻類型排屑方向適用孔型最佳使用場合
直溝絲攻（Straight Flute）切屑留在溝槽，需反轉清屑通孔鑄鐵、銅等短屑材料；手工攻牙
螺旋溝絲攻（Spiral Flute）切屑向後排出（往柄部）盲孔（主要）、通孔鋁合金、不鏽鋼、鈦合金等長屑材料；CNC 攻牙
先端絲攻 / 槍型絲攻（Gun Tap）切屑向前推出（往底部）通孔（必須）高速機械攻牙、大批量生產通孔螺紋
無牙（擠壓）絲攻（Thread Forming Tap）無切屑（擠壓成形）通孔 / 盲孔鋁、銅、低碳鋼等延展性材料；螺紋強度要求高時

Walter Tools 的 ECO-HT 系列技術文件指出，其設計適合範圍廣泛的材料：長屑且具中至高抗拉強度的材料、短屑材料、具黏著傾向的磨蝕性材料、建築鋼或高張力鋼（350～1,300 N/mm²）、不鏽鋼、球狀鑄鐵與可鍛鑄鐵，以及長屑銅與鋁合金。

絲攻材質對照

材質硬度適用工件使用場合
HSSHRC 62～65碳鋼、鑄鐵、鋁手工攻牙、一般機械攻牙
HSS-E（含鈷）HRC 65～67不鏽鋼、合金鋼、調質材難切削材攻牙，HRC20～45 以下
HSS-PM（粉末冶金）HRC 67～69高碳鋼、工具鋼、鍛造品高硬度材料或長時間無人化生產
整體硬質合金（Carbide）HRA 91.5灰鑄鐵、黃銅、硬質材料，HRC55～60CNC 高速攻牙、精密螺紋

使用場合實例

場合一：鋁合金 CNC 加工中心批量攻 M8 盲孔

場合二：碳鋼通孔大批量自動攻牙（攻牙機）

場合三：不鏽鋼 SUS316 精密螺紋（醫療、食品機械）

場合四：鑄鐵機件通孔攻牙（手工維修）

六、刀具選用決策流程（快速判斷表）

常見問題：我不知道從哪裡開始選，有沒有簡單的判斷方式？

以下為採購或工程師快速做決策的流程邏輯：

第一步：確認工件材質

工件材質首選刀具材質備註
低碳鋼、一般碳鋼HSS 或 Carbide P 系視批量決定
不鏽鋼（304、316）HSS-Co 或 Carbide M 系必須搭配切削液
鑄鐵Carbide K 系可乾切
鋁合金Carbide 2 刃，PVD 塗層避免 TiAlN（會黏鋁）
鎳合金、高溫合金Carbide M 系，低切速進給量小，散熱為關鍵
硬化鋼（HRC 50+）硬質合金或陶瓷需專業設備支撐

第二步：確認加工類型 → 選刀型

第三步：確認批量 → 決定材質等級

七、常見選刀錯誤（FAQ）

Q：用 HSS 鑽頭鑽不鏽鋼，一下子就鑽壞了怎麼辦？

A：不鏽鋼加工硬化強，HSS 耐熱上限 600°C 不夠用。請升級為 HSS-Co（含鈷）或整體硬質合金鑽頭，搭配切削油，轉速降低 30～50%，進給量要足（太小會在表面摩擦而非切削）。

Q：螺旋絲攻攻牙到一半斷在孔裡，是哪裡出問題？

A：最常見原因有三：①底孔太小（底孔直徑對照表要核實）；②切屑未排出堆積（盲孔要定期退刀清屑）；③轉速過高或無切削液。硬質合金絲攻雖壽命長，但脆性高，更需穩定的加工條件。

Q：銑削時震動很大，表面有明顯刀痕，是刀具問題還是機台問題？

A：兩者都可能。刀具面：刃數太多（排屑不良）、刀具懸伸過長、刀徑選擇過大；機台面：主軸磨損、夾具剛性不足。先確認刀具懸伸長度不超過刀徑的 3～4 倍，再排查其他因素。

Q：硬質合金刀具比 HSS 貴很多，什麼情況下升級才划算？

A：Kennametal 的行業觀點：Carbide 刀具壽命約為 HSS 的 5～10 倍。若 Carbide 價格不超過 HSS 的 5 倍，且為中批量以上加工，通常都划算。更重要的是：Carbide 的機台停機時間更短，這個隱性成本往往超過刀具本身價差。

八、結語

選刀不是一門直覺學，而是一門「材料 × 工法 × 批量 × 成本」的系統判斷。

記住三個核心原則：

  1. 工件材質決定刀具材質——不鏽鋼不能用一般 HSS 對付
  1. 加工類型決定刀型——鑽孔用鑽頭，攻牙用絲攻，不能混用
  1. 批量規模決定等級投資——量產才值得上硬質合金，試作用 HSS 就好

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