用于生產(chǎn)切削的金剛石絕大多數(shù)是人造金剛石码完。人造金剛石分為三種： 聚晶金剛石（ PCD） 鉴吹、化學(xué)氣相沉積金剛石（ CVD） 和高溫人工合成的單晶金剛石驰坊。PCD和單晶金剛石是高效精密加工有色金屬榆综、陶瓷妙痹、玻璃、石墨等非金屬材料最佳的刀具

    金屬切削技術(shù)和刀具作為關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)裝備， 決定著機(jī)床加工的效率、精度凄在、質(zhì)量和成本碉办， 切削加工進(jìn)入了發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套加工技術(shù)為特征的發(fā)展新階段。

1. 高速切削技術(shù)

    高速切削技術(shù)以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征吧秕， 在汽車工業(yè)、航空航天迹炼、模具制造等行業(yè)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用砸彬， 是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。高速切削技術(shù)特征主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

①切削速度很高斯入， 通常為是普通切削的5 ~10 倍蓉凰。②機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高， 一般在10 000 ~20 000r /min 以上万僚。③進(jìn)給速度很高酬绞， 通常達(dá)15 ~50m/min, 最高可達(dá)90m/min.④對(duì)于不同的切削材料和所采用的刀具材料，高速切削的含義也不盡相同或祖。⑤切削過(guò)程中祖务， 切削刃的通過(guò)頻率接近于“機(jī)床- 刀具- 工件” 系統(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率。

    與傳統(tǒng)加工相比凰彼， 由于高速切削顯著提高了切削速度彭撑， 導(dǎo)致工件與前刀面的摩擦增大， 并導(dǎo)致切屑和刀具接觸面溫度的提高葛昏， 能達(dá)到工件材料的熔點(diǎn)蜈藏， 使得工件變軟甚至液化， 因而大大減小了對(duì)切削刀具的阻力明青， 使得切削變得中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有輕快。同時(shí)挑乓， 由于加工產(chǎn)生熱量的70% ~80%都集中在切屑上女责， 而切屑的去除速度很快漆枚， 傳導(dǎo)到工件上的熱量大大減少， 提高了加工精度抵知。高速切削加工是一種不增加設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)墙基， 優(yōu)點(diǎn)主要在于： 提高生產(chǎn)效率； 提高加工精度和表面質(zhì)量刷喜； 降低切削阻力残制。

    為了實(shí)現(xiàn)高速切削加工， 一般采用高柔性的高速數(shù)控機(jī)床掖疮、加工中心初茶， 也有的采用專用的高速銑、鉆床浊闪。

    機(jī)床同時(shí)具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)恼布， 高主軸剛度特性， 高精度定位功能和高精度插補(bǔ)功能搁宾， 特別是圓弧高精度插補(bǔ)功能折汞。高速機(jī)床和高速刀具是實(shí)現(xiàn)高速切削的前提和基本條件， 在高速切削加工中對(duì)高速機(jī)床的性能和刀具材料的選擇有嚴(yán)格的要求使谋。

2. 高速切削要求下刀具材料的進(jìn)展

    高速切削加工對(duì)刀具材料提出了特殊的要求整诈， 除應(yīng)具備要求的硬度和耐磨性、強(qiáng)度和韌性度攘、耐熱性恒晋、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性外， 還應(yīng)具備高可靠性崩绑、高耐熱性和抗熱沖擊性能以及良好的高溫力學(xué)性能铅夷。目前， 一般用于高速切削的刀具材料包括鈦基硬質(zhì)合金寂疏、陶瓷场暮、聚晶立方氮化硼、涂層刀具及金剛石等忱徙。

（ 1） 硬質(zhì)合金刀具材料性能全面提高鈦基硬質(zhì)合金刀具的硬度都在2000HV 以上迁枪， 與WC 硬質(zhì)合金相比，強(qiáng)度缭慈、硬度冲肖、韌性和抗崩刃性能得到明顯提高， 抗月牙洼磨損和抗粘結(jié)能力也明顯增強(qiáng)涯捻。而且浅妆， 硬質(zhì)合金的性能不斷改進(jìn)， 應(yīng)用面不斷擴(kuò)大障癌。首先是開發(fā)了細(xì)顆粒凌外、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料辩尊， 強(qiáng)度和韌性顯著提高， 用它制造中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有的整體硬質(zhì)合金刀具康辑， 如中小規(guī)格的鉆頭摄欲、立銑刀、絲錐等刀具代替中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有了傳統(tǒng)的高速鋼刀具疮薇， 把通用刀具帶入了高速切削領(lǐng)域胸墙。其次， 開發(fā)和使用硬質(zhì)合金加壓燒結(jié)等新工藝提高了硬質(zhì)合金的內(nèi)在質(zhì)量按咒。在作為化學(xué)涂層硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的基體材料時(shí)迟隅， 開發(fā)了具有良好抗塑性變形能力和韌性表層的梯度硬質(zhì)合金， 提高了涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能和應(yīng)用范圍胖齐。

（ 2） 涂層成為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)刀具的涂層技術(shù)在現(xiàn)代切削加工和刀具的發(fā)展中起著十分重要的作用玻淑。采用涂層技術(shù)可使切削刀具獲得非常優(yōu)良的綜合力學(xué)性能， 不僅有效地提高刀具的使用壽命茎冒， 還能大幅中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有度地提高切削加工效率宫氛， 因此涂層刀具成為高速切削技術(shù)中發(fā)展速度最快的刀具， 在刀具中的比例已超過(guò)50% .涂層刀具的工藝主要應(yīng)用在鉆頭宠璧、鉸刀间渐、絲錐、滾刀姊黍、插刀和硬質(zhì)合金刀片等东哀。

    化學(xué)涂層（ CVD） 是可轉(zhuǎn)位刀片的主要涂層工藝，通過(guò)化學(xué)氣相沉淀和真空濺射等方法沃铣， 在硬質(zhì)合金刀具表面噴涂一層厚度5 ~12μm 以下的TiC 或Al2O3 等化合物尘斧， 從而提高刀具表面的硬度， 改善耐磨性和潤(rùn)滑性暴彻。

    其中Al2O3 涂層刀具硬度高達(dá)300HV, 有較高的高溫硬度和穩(wěn)定性派男； 而TiC - TiN、TiC - TiN - Al2O3 等兩層冬魏、三層的復(fù)合涂層切削性能更好帮寻。CVD 金剛石涂層也取得了進(jìn)展， 降低了涂層表面粗糙度值赠摇， 進(jìn)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有入了實(shí)用的階段固逗。目前， 國(guó)外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例已達(dá)70%以上藕帜。

    物理涂層（ PVD） 的進(jìn)展引人注目烫罩， 在爐子結(jié)構(gòu)、工藝過(guò)程、自動(dòng)控制等方面都取得了重大進(jìn)展贝攒， 不僅開發(fā)了適應(yīng)高速切削操漠、干切削、硬切削的耐熱性更好的涂層饿这， 如超級(jí)TiAlN, 及綜合性能更好的TiAlCN 通用中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有涂層和DLC、W/C 減摩涂層撞秋， 而且通過(guò)對(duì)涂層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新长捧，納米級(jí)超薄超多層涂層和新型涂層材料的開發(fā)應(yīng)用的速度將加快， 大幅度提高了涂層硬度和韌性吻贿， 涂層將成為改善刀具性能的主要途徑秩纹。

（ 3） 超硬刀具材料陶瓷、PCBN 和金剛石的使用將明顯增加陶 瓷刀具有氧化鋁基Al2O3 和氮化硅基Si3N4 兩大類萎丘， 有很高的硬度和耐磨性园撵， 耐熱性高達(dá)1200℃以上， 化學(xué)穩(wěn)定性好另款， 與金屬的親和力小石沸， 可提高切削速度3 ~5 倍， 可以加工65HRC 的高硬度材料询嘹。

    但陶瓷的抗沖擊韌性差庵动， 所以對(duì)高速切削時(shí)的平穩(wěn)性要求較高， 即要求被加工材料材質(zhì)均勻呜谓， 對(duì)刀具接近工件的方向暮课、角度和速度都有很嚴(yán)格的要求。陶瓷和金屬陶瓷刀具材料在鋼材洼荡、鑄鐵的精加工椎吼、半精加工中代替硬質(zhì)合金， 提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量下质。

    聚晶立方氮化硼（ PCBN） 是由軟的六方氮化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成姓建， 化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于金剛石， 硬度高達(dá)8000 ~9000HV, 耐磨性好枉侧， 耐熱性高達(dá)1400℃引瀑， 與鐵元素的化學(xué)惰性較大， 適宜于加工硬度較高的材料榨馁， 將成為高速切削黑色金屬憨栽、難加工材料以及進(jìn)行干切削、硬切削的主要刀具材料翼虫。

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