綠色切削技術是基于不用或少用切削液的一種切削加工方式杏死，如何散熱是其關鍵所在棠岭，具體到切削刀具上，刀具能否承受巨大切削熱則成為實現(xiàn)綠色切削的關鍵蚕脏。因此镀匈，綠色切削刀具的研發(fā)就顯得極為重要。

　　很顯然殿腺，冷卻方式的改變也正在讓刀具發(fā)生變化猩肪，以不斷適應新的切削環(huán)境。適應綠色切削技術的刀具需要作出什么樣的改變辙紧？伊斯卡刀具國際貿(mào)易（上海）有限公司技術總監(jiān)吳江在接受記者采訪時表示：“綠色切削技術正在影響刀具技術的發(fā)展方向瀑兜，刀具企業(yè)為應對綠色加工需求，需要研發(fā)新型刀具材料苟可，并注意刀具材料與工件材料的合理搭配以及切削時防止對刀具材料與工件材料的擴散按翅、粘結(jié)∠胙郑”

　　記者：與傳統(tǒng)刀具相比憾侮，綠色切削刀具尤其是干切削刀具會有更多新的技術要求，這些技術要求具體表現(xiàn)在刀具的哪些方面瓤梦？

　　吳江：綠色切削刀具不僅涉及到刀具材料选畴、刀具涂層，還涉及到刀具幾何結(jié)構(gòu)辙使、刀柄結(jié)構(gòu)作瞄、加工機床、切削用量危纫、加工方式等各個方面宗挥，需要綜合考慮刀具材料、涂層材料种蝶、幾何形狀以及三者之間的相互兼顧及優(yōu)化契耿。”

　　在刀具幾何結(jié)構(gòu)方面螃征，刀具設計應力求遵循“低切削溫度”設計原則搪桂，刀具結(jié)構(gòu)設計必須考慮使加工過程中產(chǎn)生的熱量盡可能少，也就是說刀具結(jié)構(gòu)應力求做到低切削力及低摩擦会傲。比如刀具的排屑槽形輪廓設計要保證低摩擦切屑的流動锅棕，以減少加工中刀具與切屑間的摩擦，使排屑方便快捷淌山，減少熱量堆積裸燎。

　　除了研究刀具材料的硬度、韌性泼疑、熱穩(wěn)定性問題外德绿，還要考慮不同刀具材料在切削中的適應性，不同被切削材料在切削中的作用闸声、特點彻盐、性能等。刀具幾何參數(shù)設計、刀片形狀及幾何參數(shù)的合理確定晕忙，對充分發(fā)揮刀具切削性能非常重要交鹊，所以我們也不斷的研發(fā)強度更高的刀片形狀和更牢靠的刀片夾緊方式，考慮刀體質(zhì)量分布調(diào)整的合理膛画，使得刀體膨脹均勻等等酥盼。

　　對幾何參數(shù)而言，我們強調(diào)小切削力低切削溫度原則癞亩。值得指出的是传等，刀具結(jié)構(gòu)、刀具幾何參數(shù)的設計與刀具材料绪痘，被加工工件材料鹉奸、切削工藝參數(shù)、機床條件钱雷、冷卻方式等因素有關骂铁，需經(jīng)過一定的工藝試驗研究后，才能取得用于生產(chǎn)實際的優(yōu)化值急波。

　　在干切削中从铲，金屬切削層的軟化理論是很重要的一面。切削過程中急劇升高的切削溫度會引起刀具壽命下降澄暮，但同時高溫會使被加工材料的抗剪強度和抗拉強度下降，使切削力降低阱扬，刀具壽命反而提高泣懊。要利好這兩方面的作用，便涉及到工作材料麻惶、刀具材料馍刮、切削要素等工藝系統(tǒng)各因素共同作用的態(tài)勢，這是我們關注并加以研究的窃蹋。

　　記者：干切削是目前應用較多且比較成熟的綠色切削技術卡啰，要實現(xiàn)干切削，刀具需要滿足哪些技術要求警没？伊斯卡在這方面做出了哪些努力匕冠？

　　吳江：干切削是對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的一種變革，這種先進的制造技術已成為金屬切削加工的主要方向患赏。要實現(xiàn)干切削逾族，刀具材料必須要有優(yōu)良的熱硬性和耐磨性，可以有效地承受切削過程的高溫界北；要有較低的摩擦系數(shù)床斜，可以降低刀具與切屑與工件表面之間的摩擦抑制切削溫度的上升；要有較高的強度和耐沖擊性能，可以承受更大的切削力和更差的切削條件好侈。目前立方氮化硼超茎、聚晶立方氮化硼、金剛石瞻聪、聚晶金剛石芙掖、陶瓷、金屬陶瓷绝迁、超細晶粒硬質(zhì)合金和硬質(zhì)合金涂層等刀具材料已廣泛用于干切削之中伊镐。

　　通常的刀具不能適應干切削，為此鹃栽，干切削加工應優(yōu)化刀具幾何參數(shù)躏率，即要求刀具具有較大的前角，并配合適宜的切削刃形狀民鼓。如ISCAR各種銑削刀片的-PDR和-PDR HM槽型薇芝，采用零度小菱刃和雙正前角設計，即減小了切削力又加強了刃口的強度和容熱性能丰嘉。為減少切削熱夯到，ISCAR在車刀片、槽刀片和銑刀片前刀面上設置加強棱饮亏，可以在接觸區(qū)形成鱗狀切削面耍贾，刀具與切屑的接觸面積大大減小，絕大部分熱量被切屑帶走路幸，切削溫度比普通刀片大大降低荐开，同時也增大了剪切角，使刀具壽命顯著提高简肴。

　　ISCAR近兩年開發(fā)了眾多可用于干切削的刀具材料：刀片的耐磨性和韌性高的IB90及IB85晃听，CBN含量高達85%和90%，能應對斷續(xù)切削所帶來的震動尚羽。相對應的呛米，低CBN含量的牌號IB55和IB50更適合于半精加工及精加工。ISCAR的IS6是新的賽阿龍SiAlON陶瓷拌驻，是對現(xiàn)有陶瓷牌號 IS8洒已、IS80的補充，賽阿龍SiAlON陶瓷牌號具有硬度高的特點凳贰，抗崩刃市通，具有優(yōu)異的耐熱性，可實現(xiàn)比 SiN 基陶瓷更高的切削速度哗励，用于高速粗精加工鑄鐵苫瘾。

　　記者：正被廣泛應用的涂層刀具在切削加工中有很多優(yōu)勢，針對綠色切削的涂層技術又有哪些改變？

　　吳江：涂層刀具綜合了高的硬度及耐磨性湃彻、高的耐熱性托祖、高的韌性、高的抗粘結(jié)性能短酵、高的化學穩(wěn)定性和低的摩擦系數(shù)舟肉，一般來說，涂層分硬涂層和“軟”涂層了兩大類查库。其中“軟”涂層是指硫族化合物M0S2或WS2或TaS2等減摩涂層路媚，能顯著降低摩擦系數(shù)，這類涂層刀具也稱“自潤滑刀具”樊销，此種涂層刀具在一定程度上彌補了無切削液的潤滑作用整慎，抵制切削溫度上升，很適合綠色切削围苫。

　　ISCAR尤其重視涂層刀具的研發(fā)裤园。ISCAR的IC908、IC907剂府、IC903采用具有良好抗機械沖擊和熱沖擊性能的超細晶粒硬質(zhì)合金作為基體拧揽，通過具有更低摩擦系數(shù)的PVD涂層工藝涂覆耐高溫材料TiAlN，可改善刀具與工件腺占、切屑的摩擦淤袜，減少熱量的產(chǎn)生，此外湾笛，TiAlN涂層還起到隔熱作用梭唆，使刀具在干切削時能承受更高的溫度。PVD-TiAlN涂層隨A1含量的提高蟋真，其硬度更高，抗高溫斷裂性更強铐坠，有很高的硬度和耐磨性能酷它，而氧化溫度不變，所以ISCAR又開發(fā)出了具有更高Al比例的PVD-AlTiN涂層Al-TEC IC908遂涛、Al-TEC IC900悦阿、Al-TEC IC903、Al-TEC IC910乏乔，特別適合綠色切削丝板。

　　近兩年來，ISCAR又采用超薄TiN和TiAlN對刀具進行交替涂覆蜂镇，所涂覆的刀具具有粘附力強吓篙，耐熱性高和抗磨損性好等特性，聚集了TiN、TiAlN以及TiNC等涂層的優(yōu)點深怕，然后再用涂層后處理技術SUMO-TEC杏死，進一步提高韌性和耐磨性，降低表面摩擦系數(shù)捆交，使得切削區(qū)域溫度更低淑翼，抗崩刃性及抗積屑瘤性更佳，從而在加工絕大多數(shù)被加工材料時均能獲得更可靠持久的刀具壽命品追，刀片耐用度增加了20%~280%玄括。這就是新的材質(zhì)等級IC808、IC807肉瓦、IC830遭京、IC380、IC5005风宁、IC5010和IC8080等等洁墙，這都為綠色切削提供了更多更好的刀具材質(zhì)。

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