Рабочая часть режущего инструмента, в том числе резца, должна обладать высокой твердостью, красностойко­стью (выдерживать высокую темпера­туру, не теряя твердости), высокой износостойкостью (сопротивлением аб­разивному истиранию), а также высо­кой вязкостью (сопротивлением удар­ной нагрузке). Поэтому материалы, из которых изготовляются рабочие части режущих инструментов, должны отве­чать указанным требованиям. Для изготовления сверл, метчиков, плашек, разверток и др. применяют углеродистые стали У10А и У12А. Уг­леродистые стали закаливаются до твердости HRC 60—62, что делает их вполне пригодными для режущего инструмента, однако они имеют срав­нительно низкую красностойкость и применяются обычно для инструментов, работающих в легких условиях (для обработки мягкой стали, алюминия, пластмасс).

Инструментальные стали, содержащие легирующие элементы (хром, вольф­рам, ванадий, марганец, кремний), об­ладают более высокими режущими свойствами и лучшей обрабатывае­мостью по сравнению с углеродистыми сталями. Их красностойкость значи­тельно выше красностойкости углеро­дистых сталей.

Быстрорежущие стали. Особен­ностью быстрорежущих сталей являет­ся высокая твердость (до HRC 65), красностойкость (до 600° С) и способ­ность в случае перегрева восстанавли­вать режущие свойства после охлаж­дения на воздухе. Эти свойства дости­гаются благодаря легированию вольф­рамом (до 18%) и хромом (до 4%)- Инструменты из быстрорежущей стали подвергают термической обработке — закалке и отпуску. Закалка заключает­ся в нагреве до 1230—1260° С, выдерж­ке до 2 мин и быстром охлаждении в масле. Режим отпуска: нагрев до 550° С, выдержка до 90 мин и мед­ленное охлаждение на воздухе (или вместе с печью). Отпуск осуществляют троекратно. Благодаря отпуску струк­тура металла, полученная после за­калки (мартенсит), стабилизируется, снимаются внутренние напряжения, инструмент приобретает высокие ре­жущие свойства.

По ГОСТ 5952—60 быстрорежущие стали подразделяются на стали нор­мальной и повышенной производитель­ности. К быстрорежущим сталям пер­вой группы относится Р18 (18% вольф­рама), Р12 и Р9. Выпускаются также вольфрамомолибденовые быстрорежу­щие стали Р6МЗ (Мо 3%) и Р9М4 (Мо 4%), инструменты из которых для черновой обработки имеют преимуще­ства перед инструментами из сталей Р18, Р12 и Р9.

К быстрорежущим сталям второй группы относятся Р9Ф2К5, Р9Ф2КЮ, Р18Ф2К5 и Р10Ф2К5, содержащие со­ответственно 5 и 10% кобальта. Красно­стойкость этих сталей достигает 650° С. Они применяются для обработ­ки твердых и вязких конструкционных материалов (нержавеющей и жаро­прочной стали, титановых сплавов). Металлокерамические твер­дые сплавы. Углеродистые, леги­рованные и быстрорежущие стали пла­вятся, куются (обладают пластично­стью), металлокерамические твер­дые сплавы — ненластичны, а, наобо­рот, обладают повышенной хрупко­стью. Сырьем для их изготовления яв­ляются порошки карбидов (соедине­ний с углеродом) вольфрама WC и титана TiC совместно с порошком ко­бальта Со. Порошки прессуют в пресс - формах, получая различных форм и размеров пластинки. Эти пластинки затем спекают в специальных печах при температуре до 1600° С (в водород­ной атмосфере).

Готовые пластинки обладают высокой твердостью —до HRA 90, красностой­кость их достигает 1 000° С, а износо­стойкость выше, чем у быстрорежущей стали, в 3—5 раз. В зависимости от содержания карбида вольфрама, кар­бида титана и кобальта твердые спла­вы обладают различными свойствами. Чем больше кобальта, тем сплав более вязок, лучше сопротивляется ударной нагрузке. Поэтому сплавы с большим содержанием кобальта применяют для инструментов, которыми выполняют обдирочные работы. Стальная стружка обладает способно­стью «прилипать» к передней поверх­ности инструмента и выносить за собой частички металла инструмента. Если твердый сплав содержит карбид тита­на, то такое «прилипание» (адгезия) наступает только при очень высокой температуре в зоне резания (выше 700°С), что соответствует скоростям резания, на которых практически ра­боты не ведутся. Поэтому для обработ­ки стали применяют твердые сплавы, содержащие карбид титана. При обработке чугуна стружка надло­ма давит на переднюю поверхность резца близко к режущей кромке, и это может вызвать поломку режущего клина. Наличие большого количества карбида вольфрама повышает твер­дость режущего клина, т. е. способству­ет увеличению работоспособности рез­ца именно при обработке чугуна.

Таким образом расчленяются области применения твердых сплавов для ин­струментов. Твердые сплавы группы ВК (вольфрамокобальтовые) —для обработки хрупких материалов (чугун, бронза, фарфор, стекло), сплавы груп­пы ТК (титановольфрамокобальто - вые) —для обработки вязких материа­лов (сталь, латунь). На резцах указы­вается марка твердого сплава. Наибо­лее распространенные марки стандарт­ных твердых сплавов, применяемых для оснащения режущих инструментов - группа ВК—ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК4, В Кб, ВК6М, ВК8, ВК4В, ВК8В; груп­па ТК-Т30К4, Т60К6, Т15К6, Т5КЮ. Мелкозернистые твердые сплавы груп­пы ВК (с индексом М) и крупнозерни­стые (с индексом В) предназначены для изготовления инструментов не толь­ко для обработки чугуна, но и закален­ной, нержавеющей и жаропрочной сталей, а также вязких титановых спла­вов. Промышленность выпускает трех - карбидный твердый сплав — титано - танталовольфрамокобальтовый (мар­ка. ТТ7К12), обладающий высокой ударной вязкостью. Инструментами, оснащенными пластинками из этого сплава, успешно выполняют работы с тяжелой ударной нагрузкой, напри­мер, обрабатывают заготовки с проре­зями, с наплавленной поверхностью, отливки со следами отрезанных при­былей и т. д.