機(jī)械加工發(fā)展的總趨勢(shì)是高效率纷跛、高精度粱宝、高柔性和強(qiáng)化環(huán)境意識(shí)峦仲。在機(jī)械加工領(lǐng)域找肤，切（磨）削加工是應(yīng)用最廣泛的加工方法严齿。高速切削是切削加工的發(fā)展方向，已成為切削加工的主流踩林。它是先進(jìn)制造技術(shù)的重要共性關(guān)鍵技術(shù)骄闺。推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)將大幅度提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量并降低成本。高速切削技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用決定于機(jī)床和刀具技術(shù)的進(jìn)步醋掖，其中刀具材料的進(jìn)步起決定性的作用剃袍。研究表明，高速切削時(shí)捎谨，隨著切削速度的提高民效，切削力減小，切削溫度上升很高涛救，達(dá)到一定值后上升逐漸趨緩畏邢。造成刀具損壞最主要的原因是切削力和切削溫度作用下的機(jī)械摩擦、粘結(jié)州叠、化學(xué)磨損棵红、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損和破損咧栗，因此高速切削刀具材料最主要的要求是高溫時(shí)的力學(xué)性能逆甜、熱物理性能、抗粘結(jié)性能致板、化學(xué)穩(wěn)定性（氧化性交煞、擴(kuò)散性咏窿、溶解度等）和抗熱震性能以及抗涂層破裂性能等“灸瘢基于這一要求虫喝，近20多年來，發(fā)展了一批適于高速切削的刀具材料秸铣，可在不同切削條件下俊揣，切削加工各種工件材料。

　　雖然我們總是希望得到既有高的硬度以保證刀具的耐磨性朱泞，又有高的韌性來防止刀具的碎裂乐太，但目前的技術(shù)發(fā)展還沒有找到如此優(yōu)越性能的刀具材料，魚于熊掌無法兼得膀琐。因此莉孽，我們會(huì)在實(shí)際中按照需要選用更合適的刀具材科：粗加工時(shí)優(yōu)先考慮刀具材料的韌性：精加工時(shí)優(yōu)先考慮刀具材料的硬度。當(dāng)然人們還期待著以超高切削速度進(jìn)行加工而獲得更好的效果苦旋。下面僅就常見的工件材料及刀具的相關(guān)情況做如下簡單介紹火晕。

鋁合金

　　易切削鋁合金

　　該材料在航空航天工業(yè)應(yīng)用較多，適用的刀具有K10偏秦、K20液珠、PCD，切削速度在2000～4000m/min燥筷，進(jìn)給量在3～12m/min箩祥，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°肆氓，刃傾角可達(dá)25°袍祖。

　　鑄鋁合金

　　鑄鋁合金根據(jù)其Si含量的不同，選用的刀具也不同谢揪，對(duì)Si含量小于12%的鑄鋁合金可采用K10蕉陋、Si3N4刀具，當(dāng)Si含量大于12%時(shí)拨扶，可采用PKD（人造金剛石）凳鬓、PCD（聚晶金剛石）及CVD金剛石涂層刀具。對(duì)于Si含量達(dá)16%～18%的過硅鋁合金患民，最好采用PCD或CVD金剛石涂層刀具缩举，其切削速度可在1100m/min，進(jìn)給量為0.125mm/r匹颤。

鑄鐵

　　對(duì)鑄件仅孩，切削速度大于350m/min時(shí)，稱為高速加工卡催，切削速度對(duì)刀具的選用有較大影響责名。當(dāng)切削速度低于750m/min時(shí)溶迹，可選用涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷：切削速度在510～2000m/min時(shí)液炼，可選用Si3N4陶瓷刀具剩织；切削速度在2000～4500m/min時(shí)，可使用CBN刀具枕络。鑄件的金相組織對(duì)高速切削刀具的選用有一定影響硬拴，加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/min時(shí)，可使用CBN或Si3N4败民，當(dāng)以鐵素體為主時(shí)娩纱，由于擴(kuò)散磨損的原因，使刀具磨損嚴(yán)重坡驹，不宜使用CBN，而應(yīng)采用陶瓷刀具服畜。如粘結(jié)相為金屬Co四爹，晶粒尺寸平均為3?m，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=700m/min時(shí)投放，宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵奈泪。粘結(jié)相為陶瓷（AlN+AlB2）、晶粒尺寸平均為10?m灸芳、CBN含量為90%～95%的Amborite刀片涝桅，在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時(shí)，在切削速度小于1100m/min時(shí)烙样，隨切削速度的增加冯遂，刀具壽命也增加。

普通鋼

　　切削速度對(duì)鋼的表面質(zhì)量有較大的影響谒获，據(jù)研究蛤肌，其最佳切削速度為500～800m/min。目前批狱，涂層硬質(zhì)合金裸准、金屬陶瓷、非金屬陶瓷赔硫、CBN刀具均可作為高速切削鋼件的刀具材料炒俱。其中涂層硬質(zhì)合金可用切削液。用PVD涂層方法生產(chǎn)的TiN涂層刀具其耐磨性能比用CVD涂層法生產(chǎn)的涂層刀具要好估浴，因?yàn)榍罢呖珊芎玫乇３秩锌谛螤蠲痪福辜庸ち慵@得較高的精度和表面質(zhì)量。金屬陶瓷刀具目前占市場份額較大不凳，以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性好勤驾，但抗彎強(qiáng)度及導(dǎo)熱性差耻宋，適于切削速度在400～800m/min的小進(jìn)給量、小切深的精加工：用TiCN作為基體身州、結(jié)合劑中少鉬多鎢的金屬陶瓷將強(qiáng)度和耐磨兩者結(jié)合起來雁巾，用TiN來增加金屬陶瓷的韌性，其加工鋼或鑄鐵的切深可達(dá)2～3mm值港。

高硬度鋼

　　高硬度鋼（HRC40～70）的高速切削刀具可用金屬陶瓷岔霞、陶瓷、TiC涂層硬質(zhì)合金绕鸯、PCBN等阵厨。金屬陶瓷可用基本成分為TiC添加TiN的金屬陶瓷，其硬度和斷裂韌性與硬質(zhì)合金大致相當(dāng)鹃壤，而導(dǎo)熱系數(shù)不到硬質(zhì)合金的1/1O惫谤，并具有優(yōu)異的耐氧化性、抗粘結(jié)性和耐磨性珠洗。另外其高溫下機(jī)械性能好溜歪，與鋼的親和力小，適合于中高速（在200m/min左右）的模具鋼SKD加工许蓖。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工蝴猪。采用陶瓷刀具可切削硬度達(dá)63HRC的工件材料，如進(jìn)行工件淬火后再切削膊爪，實(shí)現(xiàn)“以切代磨”自阱。切削淬火硬度達(dá)48～58HRC的45鋼時(shí)，切削速度可取150～18Om/min米酬，進(jìn)給量在O.3～0.4min/r沛豌，切深可取2～4mm。粒度在1?m淮逻，TiC含量在20%～30%的Al203-TiC陶瓷刀具琼懊，在切削速度為100m/min左右時(shí)，可用于加工具有較高抗剝落性能的高硬度鋼爬早。當(dāng)切削速度高于1000m/min時(shí)掩纺，PCBN是最佳刀具材料，CBN含量大于90%的PCBN刀具適合加工淬硬工具鋼（如55HRC的H13工具鋼）碟姓。

高溫鎳基合金

　　Inconel718鎳基合金是典型的難加工材料炼注，具有較高的高溫強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)剪切強(qiáng)度易传，熱擴(kuò)散系數(shù)較小方数，切削時(shí)易產(chǎn)生加工硬化，這將導(dǎo)致刀具切削區(qū)溫度高、磨損速度加快询烤。高速切削該合金時(shí)忙甩，主要使用陶瓷和CBN刀具。碳化硅晶須增強(qiáng)氧化鋁陶瓷在100～300m/min時(shí)可獲得較長的刀具壽命旷酗，切削速度高于500m/min時(shí)揉罗，添加TiC氧化鋁陶瓷刀具磨損較小，而在100～300m/min時(shí)其缺口磨損較大星嗜。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel718合金的加工掷情。一般認(rèn)為，SiC晶須增強(qiáng)陶瓷加工Inconel718的最佳切削條件為：切削速度700m/min瘩将，切深為1～2mm吟税，進(jìn)給量為O.1～0.18mm/z。氦氧化硅鋁（Sialon）陶瓷韌性很高姿现，適合于切削過固溶處理的Inconel718（45HRC）合金肠仪，Al203-SiC晶須增強(qiáng)陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金。

鈦合金（Ti6Al6V2Sn）

　　鈦合金強(qiáng)度建钥、沖擊韌性大藤韵，硬度稍低于Inconel718，但其加工硬化非常嚴(yán)重熊经，故在切削加工時(shí)出現(xiàn)溫度高、刀具磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象欲险。實(shí)驗(yàn)得出镐依，用直徑10mm的硬質(zhì)合金K10兩刃螺旋銑刀（螺旋角為30°）高速銑削鈦合金，可達(dá)到滿意的刀具壽命天试，切削速度可高達(dá)628m/min槐壳，每齒進(jìn)給量可取O.06～0.12mm/z，連續(xù)高速車削鈦合金的切削速度不宜超過200m/min喜每。

復(fù)合材料

　　航天用的先進(jìn)復(fù)合材料课妙，以往用硬質(zhì)合金和PCD，硬質(zhì)合金的切削速度受到限制找鹅，而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質(zhì)合金或高速鋼刀體焊接處熔化翎钳，用陶瓷刀具則可實(shí)現(xiàn)300m/min左右的高速切削。

　　高速切削技術(shù)已成為切削加工的主流轩从，加快其推廣應(yīng)用鸣丝，將會(huì)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。高速切削刀具材料對(duì)發(fā)展和應(yīng)用高速切削技術(shù)具有決定性作用融沟。超硬刀具材料（PCD與CBN）瘪巡、陶瓷刀具、TiC（N）基硬質(zhì)合金刀具（金屬陶瓷）和涂層刀具等四大類高速切削刀具材料各有其特性和應(yīng)用范圍，它們相互配合佳珊，彼此競爭揉民，推動(dòng)高速切削技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

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