干切削對刀具有更高的要求甫题，如刀具的材料馁筐、刀具的結構以及刀具涂層。

　　在傳統(tǒng)的切削加工中坠非，濕切削中的切削液占有重要的地位敏沉，但也存在著許多弊端。例如炎码，維持一個大型的切削液系統(tǒng)需花費很多資金盟迟，同時需要定期添加防腐劑，更換切削液等潦闲，因而增加了許多費用攒菠，其費用比例已占總生產成本的15%～17%，而刀具成本通常只占總成本的2%～5%歉闰。加之由于切削液中的有害物質辖众，對工人的健康造成危害，造成環(huán)境污染等和敬。所以凹炸，它的使用帶來了越來越多的問題。從這些方面來說肚乓，干切削具有更多優(yōu)勢运诺。

　　干切削中的刀具應有更優(yōu)異的耐高溫性能(熱硬性)和耐磨性能，目前的刀具材料中肄慨，如新型硬質合金既倾、陶瓷、CBN和PCBN等有足夠的耐高溫磨損性能寨铸，能夠在干切削條件下使用。而且拱屈，現代切削刀具材料應用于高速加工時更適合干切削妖啸。像CBN和先進的硬質合金材質等級，尤其是有涂層保護的刀具材料鸦贩，在高速高溫下不使用切削液實際上切得更有效率和壽命高坚。

　　干切削對刀具的要求

　　干切削的刀具材料必須要有優(yōu)良的熱硬性和耐磨性，以可有效地承受切削過程的高溫垄怯；較低的摩擦系數水水，以可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剂东；較高的強度和耐沖擊性能，以可承受更大的切削力和更差的切削條件某弦。要實現干切削桐汤，刀具材料有高的耐熱性能(熱硬性)和耐磨性能尤為必須。目前立方氮化硼(CBN)靶壮、聚晶立方氮化硼(PCBN)怔毛、金剛石、聚晶金剛石(PCD)腾降、陶瓷(A12O3拣度、Si3N4)、金屬陶瓷(CERAMIC)螃壤、超細晶粒硬質合金和硬質合金涂層等刀具材料已廣泛用于干切削之中抗果。伊斯卡近兩年開發(fā)了眾多可用于干切削的刀具材料：IB90及IB85，CBN含量高達85%和90%奸晴，刀片的耐磨性和韌性高窖张，能應對斷續(xù)切削所帶來的震動，推薦用于鑄鐵的高速切削及淬硬鋼的斷續(xù)切削及粗加工蚁滋。低CBN含量的牌號宿接，IB55，IB50泵李，CBN含量為50%和55%醇盏，更適合于半精加工及精加工。IB10H屬于超細晶粒的CBN虑夕，耐磨性和韌性更高秘乍，用于高速連續(xù)切削，可獲得高的表面質量沼改；IB20H細晶粒及中等晶粒CBN崖郎，用于連續(xù)-輕微斷續(xù)切削加工；還有IB10HC经翻、IB25HC和IB25HA涂覆TiN写雾、Ti(C,N,O)和Ti(C,N)，應用于各種對應的場合竹砾。

　　特殊的刀具涂層

　　對刀具進行涂層處理蓬抖，是提高刀具性能的重要途徑。在有強韌的刀具基體表面涂覆耐熱和耐磨性能都很高的材料吊违，使其在切削過程中在刀具與切屑之間增加了一道隔熱屏障肝浴，阻止熱量傳遞到刀具基體減小刀具磨損和產生的熱量，并降低刀具/工件表面之間的摩擦系數，起到一定的潤滑作用睛竣，所以涂層刀具最適宜于干切削晰房。比如A12O3，是氧化鋁基陶瓷的基本成分射沟，A12O3涂層具有良好的力學性能殊者，極好的熱硬性和化學穩(wěn)定性，因此躏惋，A12O3涂層刀片具有良好的抗月牙洼磨損能力幽污，較低的熱導率，隨著溫度升高其熱導率降低簿姨，這種特性在切削加工中距误，可阻礙切削熱傳到刀具的切削刃，防止切削刃受熱發(fā)生塑性變形所導致突然失效扁位，伊斯卡通過中溫化學涂層(MTCVD)的α-TEC准潭，優(yōu)化A12O3中有良好的氧化穩(wěn)定性和高的熱穩(wěn)定性的α相，改進A12O3多層涂層域仇。

　　一般來說完骑，涂層分兩大類：一類是硬涂層，即在表面上涂TiN础恰、TiC谢佩、TiCN、TiA1N呻舆、A12O3绷举、CBN、金剛石、類金剛石DLC、納米材料等涂層墓陈，這類涂層刀具涂層硬度高，耐磨性好座韵；另一類是“軟”涂層，這類涂硫族化合物M0S2或WS2或TaS2等減摩涂層,顯著降低摩擦系數，這類涂層刀具也稱“自潤滑刀具”，此種涂層刀具在一定程度上彌補了無切削液的潤滑作用巫庵，抵制切削溫度上升，很適合干切削卸酿。伊斯卡的IC908兜叨、IC907、IC903屬于硬涂層衩侥，它們采用具有良好抗機械沖擊和熱沖擊性能的超細晶粒硬質合金作為基體，通過具有更低摩擦系數的PVD涂層工藝涂覆耐高溫材料TiAlN，抗氧化溫度高茫死，在切削時會產生TiAlN膜跪但，具有較好的抗氧化性能，開始氧化溫度為700℃～800℃峦萎，高于TiC屡久、TiN等涂層的氧化溫度。TiAlN在高溫時比TiN硬度高爱榔，熱穩(wěn)定性好被环，其高溫時產生的氧化膜∠暧模可改善刀具與工件/切屑的摩擦筛欢，減少熱量的產生，此外唇聘，TiAlN涂層的熱導率也低于TiN等涂層蝴勉，從而起到隔熱作用，使刀具在干切削時能承受更高的溫度匿忿。PVD-TiAlN涂層生肖，硬度與TiCN、TiN相當执鲜，而熱穩(wěn)定性溫度比TiCN和TiN高盘瞄，達到1450℃。這種TiAlN涂層隨A1含量的提高鲜伶，其硬度更高裹侍，抗高溫斷裂性更強，有很高的硬度和耐磨性能,而氧化溫度不變她打。

　　近兩年來狰碟，伊斯卡又采用超薄TiN和TiAlN對刀具進行交替涂覆，所涂覆的刀具具有粘附力強栽埠，耐熱性高和抗磨損性好等特性,聚集了TiN钉呐、TiAlN以及TiNC等涂層的優(yōu)點，然后再用涂層后處理技術SUMO-TEC镶骗，進一步提高韌性和耐磨性桶现，降低表面摩擦系數，使得切削區(qū)域溫度更低鼎姊，抗崩刃性及抗積屑瘤性更佳骡和，從而在加工絕大多數被加工材料時均能獲得更可靠持久的刀具壽命，刀片耐用度增加了20%～280%相寇。

　　刀具結構的特殊設計

　　在刀具幾何結構方面慰于，干切削刀具設計應力求遵循“低切削溫度”設計原則钮科，刀具結構設計必須考慮使加工過程中產生的熱量盡可能少，也就是說刀具結構應力求做到低切削力及低摩擦婆赠。通常的刀具不能適應干切削绵脯，為此，干切削加工應優(yōu)化刀具幾何參數休里，即要求刀具具有較大的前角蛆挫，并配合適宜的切削刃形狀，如伊斯卡各種銑削刀片的-PDR和-PDR HM槽型妙黍，采用零度小菱刃和雙正前角設計悴侵，即減小了切削力又加強了刃口的強度和容熱性能。

　　為減少切削熱酷雌，伊斯卡在車刀片灌滤、槽刀片和銑刀片前刀面上設置加強棱，可以在接觸區(qū)形成鱗狀切削面缨吸，刀具與切屑的接觸面積大大減小敲非，絕大部分熱量被切屑帶走，切削溫度比普通刀片大大降低源照，同時也增大了剪切角笋窍，使刀具壽命顯著提高。此外锁销，考慮刀具表面的最大潤滑性项凉，防止積屑瘤的產生，伊斯卡率先對刀體進行了硬鎳渡層和含Ti渡層赦牧，大大提高了刀體表面的硬度和潤滑性巧糖。刀具的排屑槽形輪廓也需考慮“低切削溫度”設計原則，保證低摩擦切屑的流動以減少加工中刀具與切屑間的摩擦胳瑟，使排屑方便快捷蜻蒋，減少熱量堆積，為此厢岂，伊斯卡在銑刀和槽刀領域采用立裝刀片結構光督，避免排屑受到阻礙并增大刀體的排屑空間。

　　干切削的未來

　　干切削加工不僅涉及到刀具材料塔粒、刀具涂層结借、而且還涉及到刀具幾何結構、刀柄結構卒茬、加工機床船老、切削用量、加工方式等各個方面圃酵。這需要研發(fā)新型刀具材料柳畔，并注意刀具材料與工件材料的合理搭配以及干切削時防止對刀具材料與工件材料的擴散馍管、粘結。

　　新型刀具材料研究主要集中在超硬刀具材料荸镊，金屬陶瓷咽斧、陶瓷堪置、涂層躬存、性能優(yōu)異的高速鋼和硬質合金等方面。伊斯卡尤其重視涂層刀具的研發(fā)攒陋，因涂層刀具綜合了高的硬度及耐磨性灶花、高的耐熱性、高的韌性筒煌、高的抗粘結性能艰吏、高的化學穩(wěn)定性和低的摩擦系數，干切削技術的發(fā)展在很大程度上依賴于刀具涂層技術的開發(fā)拱宗。

　　除了研究刀具材料的硬度涣累、韌性、熱穩(wěn)定性問題外菜盒，還有不同刀具材料在干切削中的適應性蹦争，不同被切削材料在干切削中的作用、特點酪捏、性能等瑞捂。刀具幾何參數設計，刀片形狀及幾何參數的合理確定层锄，對充分發(fā)揮刀具干切削性能非常重要酷麦，所以伊斯卡也不斷的研發(fā)強度更高的刀片形狀和更牢靠的刀片夾緊方式；考慮刀體質量的分布調整的合理喉恋，使得刀體膨脹均勻等等沃饶。對幾何參數而言，我們強調小切削力低切削溫度原則轻黑。

　　干切削是面向環(huán)境清潔的生產理念的具體體現糊肤，它不僅降低了生產成本，促進了刀具技術的進步苔悦，更帶來了一種嶄新的綠色制造技術轩褐，是制造業(yè)終將追求的目標。

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