從20世紀(jì)80年代開始萤翔，由于數(shù)控機(jī)床的主軸喷楣、進(jìn)給系統(tǒng)等功能部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)的突破汰聋，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度均大幅度提高无埃，在現(xiàn)代制造技術(shù)全面進(jìn)步的推動(dòng)下徙瓶，切削加工技術(shù)開始進(jìn)入高速切削的新階段。目前嫉称，高速切削已在模具侦镇、航空灵疮、汽車等制造業(yè)領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益虽缕，并正向其它應(yīng)用領(lǐng)域拓展始藕。

　　高速切削加工對(duì)刀具提出了一系列新的要求。研究表明氮趋，高速切削時(shí)伍派，造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機(jī)械摩擦、粘結(jié)剩胁、化學(xué)磨損诉植、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損楞虾。因此蘑砖，對(duì)高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐熱性、耐磨性引宙、化學(xué)穩(wěn)定性永僚、抗熱震性以及抗涂層破裂性能等。陶瓷夸莱、CBN伙二、PCD、金屬陶瓷等刀具材料具有良好的耐熱性和耐磨性恤柴，當(dāng)其韌性得到改善后崔三，非常適合用于高速切削。先進(jìn)涂層技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步改善了刀具材料的性能扯蕾。目前软旁，新型涂層材料和涂層工藝的開發(fā)方興未艾，預(yù)示著涂層刀具在高速切削領(lǐng)域?qū)⒂芯薮蟀l(fā)展?jié)摿蛷V闊應(yīng)用前景锚署。

　　本文對(duì)高速切削加工時(shí)陶瓷刀具扛肩、立方氮化硼刀具、金剛石刀具惜辑、金屬陶瓷刀具和涂層刀具的磨損機(jī)理進(jìn)行了綜合評(píng)述唬涧，對(duì)刀具的磨損形態(tài)和磨損壽命進(jìn)行了分析，這些研究將有益于實(shí)際生產(chǎn)加工中對(duì)高速切削刀具的合理選用與磨損控制盛撑。

　　高速切削刀具的磨損形態(tài)

　　高速切削時(shí)，刀具的主要磨損形態(tài)為后刀面磨損捧搞、微崩刃抵卫、邊界磨損、片狀剝落胎撇、前刀面月牙洼磨損介粘、塑性變形等殖氏。

　　后刀面磨損是高速切削刀具最經(jīng)常發(fā)生的磨損形式，可看作是刀具的正常磨損姻采。后刀面磨損帶寬度的加大會(huì)使刀具喪失切削性能雅采，在高速切削時(shí)常采用后刀面上均勻磨損區(qū)寬度VB值作為刀具的磨損極限。

　　微崩刃是在刀具切削刃上產(chǎn)生的微小缺口慨亲，常發(fā)生在斷續(xù)高速切削時(shí)婚瓜，通過(guò)選用韌性好的刀具材料、減小進(jìn)給量婶签、改變刀具主偏角以增加穩(wěn)定性等措施拖见，均可減小微崩刃的發(fā)生概率。通常只要將刀具微崩刃的大小控制在磨損限度以內(nèi)彪壳，刀具仍可繼續(xù)切削滓莱。

　　邊界磨損發(fā)生在刀具后刀面的刀—工接觸邊緣處，形狀通常為一狹長(zhǎng)溝槽暴赡，因此也稱為溝槽磨損咏哈。高速切削不銹鋼、高溫合金(如Inconel 718)時(shí)刀具容易發(fā)生邊界磨損蒂茶，其原因是工件表面的加工硬化使刀—工接觸邊界的工件材料硬度最高萄罐。加工外圓時(shí)，刀—工接觸邊界的切削速度最高慢沉，因此也容易形成邊界磨損幸膨。此外，用陶瓷刀具高速切削鑄鐵時(shí)也容易發(fā)生邊界磨損备洽。

　　片狀剝落多發(fā)生在刀具的前慷甩、后刀面上，其原因是刀—屑或刀—工接觸區(qū)的接觸疲勞或熱應(yīng)力疲勞所致了嚎。當(dāng)剝落很小時(shí)泪漂，被認(rèn)為是磨損；但在很多情況下歪泳，由于疲勞裂紋源距刀具表面具有一定深度萝勤，裂紋擴(kuò)展后所形成的剝落塊往往大于刀具的磨損限度，一旦發(fā)生剝落呐伞，即可使刀具失效敌卓，形成剝落破損。陶瓷刀具端銑鋼和鑄鐵時(shí)伶氢，前刀面上經(jīng)常出現(xiàn)貝殼狀剝落趟径；涂層刀具因涂層材料與基體材料粘結(jié)強(qiáng)度不夠也易發(fā)生剝落。

　　前刀面月牙洼磨損最常出現(xiàn)在塑性金屬的高速切削加工中癣防。塑性變形多發(fā)生在切削溫度較高而刀具紅硬性較差的切削條件下蜗巧，超硬刀具材料在切削速度很高時(shí)也可能發(fā)生塑性變形現(xiàn)象掌眠。

　　高速切削刀具的磨損機(jī)理

　　在高速切削加工中，與普通切削加工類似幕屹，也存在兩個(gè)摩擦副：前刀面與切屑間的摩擦副和后刀面與已加工表面間的摩擦副孤批。其中，前者影響刀具前刀面的磨損触良，后者影響刀具后刀面的磨損谒绍，前、后刀面的磨損均影響刀具壽命渣先。但與普通切削相比物坝，高速切削時(shí)刀具與工件的接觸時(shí)間減少，接觸頻率增加赫淋，切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量更多向刀具傳遞妖职，因此其磨損機(jī)理與普通切削有很大區(qū)別。

　　1) 陶瓷刀具

　　陶瓷刀具具有硬度高期庆、耐磨性能及高溫力學(xué)性能優(yōu)良歇懂、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易與金屬發(fā)生粘結(jié)等特點(diǎn)耐陵。陶瓷刀具的最佳切削速度通郴渭猓可比硬質(zhì)合金刀具高3～10倍，適用于高速切削鋼俏蛮、鑄鐵及其合金等撑蚌。陶瓷刀具用于高速切削時(shí)，切削溫度可高達(dá)800～1000℃甚至更高搏屑，切削壓力也很大争涌。因此，陶瓷刀具的磨損是機(jī)械磨損與化學(xué)磨損綜合作用的結(jié)果，其磨損機(jī)制主要包括磨料磨損、粘結(jié)磨損揪阿、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散磨損饮潦、氧化磨損等。陶瓷刀具的磨損與切削條件密切相關(guān)携狭，在高速切削時(shí)以高溫引起的粘結(jié)磨損继蜡、化學(xué)反應(yīng)、氧化磨損和擴(kuò)散磨損為主逛腿。

　　Al2O3基陶瓷刀具在連續(xù)高速切削鋼件時(shí)壹瘟，其磨損機(jī)制主要為伴有微崩刃的磨料磨損和粘結(jié)磨損；而在高速切削鑄鐵時(shí)鳄逾，磨損機(jī)制主要為磨料磨損宽剪。用Al2O3/SiCw陶瓷刀具高速加工Inconel 718高溫合金時(shí)，刀具的主要磨損機(jī)制為粘結(jié)磨損灌笙、化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散磨損葵张，因此用Al2O3/SiCw陶瓷刀具加工Inconel718時(shí)必須使用切削液(含氯化石蠟的切削液效果更好)。用Al2O3/ZrO2和Al2O3/TiCN 陶瓷刀具加工AISI 4337鋼時(shí)汗绰，前刀面與后刀面的磨損機(jī)理有所不同：化學(xué)反應(yīng)及塑性變形是前刀面磨損的主要原因哀擒；后刀面的磨損機(jī)理則是陶瓷顆粒間發(fā)生斷裂，導(dǎo)致陶瓷顆粒脫落所致琴坏。Al2O3/TiB2陶瓷刀具加工高強(qiáng)鋼和淬硬鋼時(shí)具有較好的耐磨性讳董，且刀具的耐磨性能隨著TiB2含量的增加而增強(qiáng)。Al2O3基陶瓷刀具在高速切削時(shí)束澄，刀具表層有時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形現(xiàn)象豺章，這是由于Al2O3與FeO(鋼表面氧化產(chǎn)物)或MgO(陶瓷添加劑)反應(yīng)形成了尖晶石結(jié)構(gòu)，或者是Al2O3與SiO2妇张、CaO 作用形成了低熔點(diǎn)搅厕、低硬度的化合物。

　　Si3N4基陶瓷刀具高速切削鑄鐵時(shí)的主要磨損機(jī)制為化學(xué)磨損氏仗。雖然化學(xué)磨損本身在陶瓷刀具的總磨損量中所占比例一般并不大吉捶，但化學(xué)作用可使機(jī)械磨損的程度大大加劇，如化學(xué)溶解及擴(kuò)散作用會(huì)引起陶瓷表面強(qiáng)度減弱皆尔，加劇刀具與工件間的粘結(jié)呐舔，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的粘結(jié)磨損和微觀斷裂磨損。切削鋼件時(shí)慷蠕，Si3N4陶瓷刀具的磨損主要與刀具和工件間的化學(xué)作用有關(guān)珊拼，由于Si3N4顆粒的化學(xué)溶解及不斷被從玻璃相中拔出，使Si3N4陶瓷刀具表現(xiàn)出很高的磨損率砌们。Si3N4陶瓷刀具高速切削鋼件時(shí)的高磨損率主要可歸因于以下兩種因素：①Si3N4氧化而在刀具表面形成的SiO2層不斷被磨去杆麸；②SiO2與工件表面的FeO 形成低熔點(diǎn)的共晶混合物。

　　2) 立方氮化硼刀具

　　立方氮化硼(CBN)是氮化硼的致密相浪感，聚晶立方氮化硼(PCBN)則是由CBN微粉與少量粘結(jié)相(Co昔头，Ni 或TiC、TiN影兽、Al2O3)在高溫高壓下燒結(jié)而成揭斧。PCBN組織中各微小晶粒呈無(wú)序排列狀態(tài)，因此PCBN硬度均勻掂篷，無(wú)方向性焊握，具有一致的耐磨性和抗沖擊性，并有很高的硬度和耐熱性(1300～1500℃)鳖弱、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性以及低摩擦系數(shù)园赴，而且PCBN與Fe族元素親和性很低铭轩，因此它是高速切削黑色金屬較理想的刀具材料。PCBN的CBN含量宴凌、晶粒尺寸薯摩、粘結(jié)相等均會(huì)影響其性能：CBN含量越高，PCBN的硬度和導(dǎo)熱性也越高凉灯；CBN晶粒尺寸越大猪破，其抗破損性越弱，刀刃鋒利性越差玻啡；采用金屬材料Co滓乡、Ni 作為粘結(jié)相時(shí)，PCBN有較好的韌性和導(dǎo)電性捌轮，采用陶瓷材料作為粘結(jié)相時(shí)則具有較好的熱穩(wěn)定性咆下。

　　PCBN刀具高速切削鑄鐵時(shí)主要發(fā)生化學(xué)磨損，導(dǎo)致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損甥材。試驗(yàn)證明盯另，通過(guò)改變CBN含量和刀具幾何參數(shù)，以降低切削溫度和減小刀—屑接觸長(zhǎng)度(時(shí)間)洲赵，可減小化學(xué)磨損速率鸳惯，避免前刀面月牙洼磨損。一般認(rèn)為叠萍，CBN刀具的磨損是由于切削過(guò)程中的高溫芝发、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關(guān)化學(xué)元素與之發(fā)生粘結(jié)苛谷、親和而引起的辅鲸，即其磨損機(jī)制主要包括：①氧化磨損和相變磨損。CBN刀具高速切削時(shí)的平均切削溫度可達(dá)1000～1200℃腹殿，在此高溫下独悴，即使在常壓和空氣氣氛中也足以使CBN刀具刀尖區(qū)產(chǎn)生氧化、放氮甚至相變锣尉。而CBN刀具一經(jīng)氧化和相變即會(huì)喪失其切削能力刻炒。②粘結(jié)磨損。在一定壓力和高溫條件下箫朽，刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出里捌，雙方均不斷裸露出新的表面。盡管CBN對(duì)Fe族元素有較高化學(xué)惰性蜓盯，但對(duì)其它元素并非如此型吃，當(dāng)條件適合時(shí)，會(huì)使CBN活性增加、惰性降低栗雳，隨著與合金元素的親和傾向不斷增加凉危，將導(dǎo)致出現(xiàn)粘結(jié)磨損。這種磨損一般表現(xiàn)為微粒脫落衍周，當(dāng)?shù)都鈪^(qū)溫度高達(dá)1200℃左右時(shí)茄焊，局部CBN顆粒將呈現(xiàn)“半熔化”狀態(tài)，從而使粘結(jié)磨損大大加劇窍绸。③摩擦磨損。工件與刀具之間的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)使CBN刀具發(fā)生摩擦磨損租藻。④顆粒剝落與微崩刃叮姑。由于CBN刀具是由無(wú)數(shù)細(xì)小的CBN顆粒構(gòu)成，顆粒之間呈晶界間的精細(xì)裂紋連接据悔，且存在不均勻的內(nèi)應(yīng)力传透，因此當(dāng)高溫切屑流摩擦刮研CBN刀尖時(shí)，會(huì)因工件材料硬度不均或存在硬質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的微沖擊而造成CBN顆粒脫落或產(chǎn)生微崩刃极颓。

　　造成CBN刀具磨損的上述多種因素并非只是獨(dú)立存在朱盐、單獨(dú)作用，而是相互影響菠隆、共同加劇兵琳，如氧化磨損和相變磨損必然伴隨著粘結(jié)磨損，并出現(xiàn)摩擦磨損骇径、剝落磨損和微崩磨損躯肌。

　　3) 金剛石刀具

　　金剛石材料可分為天然金剛石和人造金剛石。天然金剛石具有自然界物質(zhì)中最高的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)破衔。近年來(lái)開發(fā)的多種采用化學(xué)機(jī)理研磨金剛石刀具的方法和保護(hù)氣氛釬焊金剛石技術(shù)使天然金剛石刀具的制造變得相對(duì)容易清女，從而使天然金剛石刀具在超精密鏡面切削領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代實(shí)現(xiàn)了利用高溫高壓技術(shù)人工合成金剛石粉后晰筛，70 年代制造出了金剛石基的切削刀具即聚晶金剛石(PCD)刀具嫡丙。PCD晶粒呈無(wú)序排列狀態(tài)，不具方向性镐怔，因而硬度均勻忠帝。PCD刀具具有高硬度(8000～12000HV)、高導(dǎo)熱性遍考、低熱脹系數(shù)但紫、高彈性模量和低摩擦系數(shù)，刀刃非常鋒利橡宪，可高速切削加工各種有色金屬和耐磨性極強(qiáng)的高性能非金屬材料吊任，如鋁、銅、鎂及其合金揣交、硬質(zhì)合金树聪、纖維增塑材料、金屬基復(fù)合材料殷靖、木材復(fù)合材料等胡电。目前正在研究和開發(fā)的化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石主要有兩種形式：一種是在基體上沉積厚度小于30μm 的薄層膜(CVD薄膜)；另一種是沉積厚度達(dá)1mm 的無(wú)襯底金剛石厚層膜(CVD厚膜)介劫。

　　三種主要的金剛石刀具材料——PCD徽惋、CVD厚膜和人工合成單晶金剛石的性能比較結(jié)果為：PCD的焊接性、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最高座韵，抗磨損性和刃口質(zhì)量居中险绘，抗腐蝕性最差；CVD厚膜的抗腐蝕性最好誉碴，機(jī)械磨削性宦棺、刃口質(zhì)量、斷裂韌性和抗磨損性居中黔帕，可焊接性最差代咸；人工合成單晶金剛石的刃口質(zhì)量、抗磨損性和抗腐蝕性最好成黄，焊接性呐芥、機(jī)械磨削性和斷裂韌性最差。目前慨默，金剛石刀具是高速切削(2500～5000m/min)鋁合金較理想的刀具材料贩耐，但在高速切削鋼鐵及其合金時(shí)卻磨損較快，其磨損機(jī)理主要是由于碳與鐵具有較大親和作用锥酌，尤其在高溫下金剛石易與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)春佑，因此它不適于切削鋼鐵及其合金材料。

　　4) 金屬陶瓷刀具

　　金屬陶瓷(即TiC(N)基硬質(zhì)合金)的主要成分為TiC(碳化鈦)连载、TiN(氮化鈦)和TiCN(碳氮化鈦)等栽不。TiC(N)基硬質(zhì)合金包括具有高耐磨性的TiC+N(i或Mo)合金、具有高韌性的TiC+WC+TaC+Co合金异浸、以TiN為主體的強(qiáng)韌合金和TiCN+NbC高強(qiáng)韌合金等哲童。與WC硬質(zhì)合金相比，金屬陶瓷的硬度锐洞、強(qiáng)度堡酗、韌性、抗塑性變形和抗崩刃性能等均有顯著改善窜交，尤其是高溫強(qiáng)度斜兽、高溫硬度、導(dǎo)熱性、抗氧化性和抗熱震性能得到提高帕恩，與鋼的親和力小谋旦，摩擦系數(shù)小，抗月牙洼磨損和抗粘結(jié)能力強(qiáng)屈尼，現(xiàn)已發(fā)展成為獨(dú)立系列的一類刀具材料册着。近年來(lái)開發(fā)的高氮含量、具有均勻微細(xì)硬質(zhì)組織的TiC(N)基硬質(zhì)合金具有良好的抗磨損性能和抗崩刃性脾歧，適于在200～400m/min 的高速下切削普通鋼和合金鋼甲捏，也可用于鑄鐵的精加工。由于TiC 的抗粘結(jié)涨椒、抗擴(kuò)散性能較好摊鸡，所以耐磨性好，但抗塑性變形能力較差蚕冬，在對(duì)高硬材料進(jìn)行高速切削時(shí)常因刀刃的塑性變形而導(dǎo)致刀刃損壞。

　　5) 涂層刀具

　　涂層刀具具有很強(qiáng)的抗氧化性能和抗粘結(jié)性能是辕，因而具有良好的耐磨性和抗月牙洼磨損能力囤热。涂層的摩擦系數(shù)較低，能有效降低切削時(shí)的切削力及切削溫度获三，因而可大大提高刀具耐用度旁蔼。TiC 涂層的硬度高、耐磨性好豁登，適用于可能產(chǎn)生劇烈磨損的刀具容厦；TiN 涂層與被切削金屬的親和力小、潤(rùn)濕性好嗦府、抗氧化性強(qiáng)牙茅，適用于容易發(fā)生粘結(jié)磨損的刀具；Al2O3涂層在高溫下具有良好的熱穩(wěn)定性肺致，適用于高速切削時(shí)產(chǎn)生大量切削熱的刀具指锉。目前應(yīng)用較廣泛的主要是在硬質(zhì)合金和高速鋼刀體上涂覆不同的氮化物、氧化物和硼化物等哈涣，其中氧化鋁(Al2O3)吹对、碳氮化鈦(TiCN)、氮化鋁鈦(TiAlN)勺处、碳氮化鋁鈦(TiAl-CN)等涂層具有優(yōu)異的高溫性能暮戏。WC基、TiC(N)基硬質(zhì)合金和陶瓷等材料都可作為涂層刀具的基體痪酸。涂層技術(shù)發(fā)展很快垃散，目前已從單涂層發(fā)展為多涂層。應(yīng)用較廣泛的涂層工藝有化學(xué)氣相沉積法(CVD法)和物理氣相沉積法(PVD法)。PVD法主要用于高速鋼刀具涂層几睛；CVD法和PVD法均可用于硬質(zhì)合金刀具涂層房轿。PVD法涂層的硬質(zhì)合金刀具有較好的抗破損性能，適于斷續(xù)切削所森，但耐磨性不如CVD法涂層的硬質(zhì)合金刀具囱持。目前適用于高速切削的硬質(zhì)合金涂層刀具的涂層物質(zhì)主要有采用CVD法的TiCN+Al2O3+TiN、TiCN+Al2O3焕济、TiCN+Al2O3+HfN纷妆、TiN+Al2O3、TiCN 等和采用PVD法的TiAlN/TiN 復(fù)合涂層晴弃、TiAlN 等掩幢。選用不同涂層物質(zhì)的硬質(zhì)合金涂層刀具可以200～400m/min 的切削速度加工鋼、合金鋼上鞠、不銹鋼际邻、鑄鐵、合金鑄鐵等芍阎。近年來(lái)開發(fā)的氮化碳(CNx)和其它氮化物(TiN/NbN世曾、TiN/VN等)涂層在高溫下具有良好的熱穩(wěn)定性，適合于高速切削冈瞪。日本近年開發(fā)的納米TiN/AlN 復(fù)合涂層銑刀片的涂層層數(shù)達(dá)2000 層踏旷，每層厚度為2.5nm，可在高速下進(jìn)行切削找仙。涂層刀具用于高速切削時(shí)糜谒，由于切削溫度較高，可使涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度削弱亲敷，容易產(chǎn)生剝落狸岁、崩碎等損傷。

　　高速切削刀具的磨損壽命

　　高速切削時(shí)契叔，應(yīng)根據(jù)加工方法和加工要求確定合理的刀具磨損壽命(極限)舟窥。影響高速切削刀具磨損壽命的因素較多，如工件材料與刀具材料的匹配麸应、切削方式削仲、刀具幾何形狀、切削用量损侄、冷卻液不恭、振動(dòng)等對(duì)刀具磨損壽命都有顯著影響，其影響規(guī)律與具體切削條件有關(guān)财饥，應(yīng)通過(guò)切削試驗(yàn)來(lái)確定各相關(guān)因素對(duì)刀具磨損壽命的影響效應(yīng)换吧。下面給出幾個(gè)高速切削加工實(shí)例及相應(yīng)的刀具磨損壽命折晦。

　　1) 鑄鐵的高速切削加工

　　在鑄鐵的高速切削加工中，正確選擇刀具材料是提高加工效率的關(guān)鍵沾瓦。適用于高速切削鑄鐵零件的刀具材料主要有超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金满着、金屬陶瓷、陶瓷贯莺、立方氮化硼和涂層刀具等风喇。陶瓷刀具是高速切削鑄鐵的理想刀具之一，其價(jià)格比PCBN刀具低廉得多缕探，其高速切削鑄鐵的切削性能則遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于硬質(zhì)合金刀具魂莫。Sialon陶瓷刀具和Si3N4陶瓷刀具車削和銑削普通鑄鐵時(shí)的切削加工條件及刀尖磨損量。在相同切削條件下爹耗，Sialon陶瓷刀具車削時(shí)的磨損量較小耙考，而Si3N4陶瓷刀具銑削時(shí)的磨損量較小。這說(shuō)明Sialon陶瓷刀具適用于高速連續(xù)切削劣秦，而Si3N4陶瓷刀具適用于高速斷續(xù)切削王菲。
 
　　2) 淬硬鋼的高速切削加工

　　在相同切削條件下(切削進(jìn)給量0.1mm/r，切削深度0.2mm蔼邓，刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB=0.2mm)分別采用P10硬質(zhì)合金刀具绪论、陶瓷刀具和CBN刀具加工AISI 4340工件材料(硬度60HRC)時(shí)的刀具磨損情況。由圖可見(jiàn)幽卜，硬質(zhì)合金刀具的工作壽命最低，這是由于工件材料硬度很高寒焚，導(dǎo)致加工時(shí)的切削力和切削溫度較高并淳，造成硬質(zhì)合金刀具迅速磨損、剝離乃至斷裂破損鞭玩。陶瓷刀具和CBN刀具的工作壽命隨著切削速度的提高而增加啰林，當(dāng)達(dá)到最大臨界值后則開始降低。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是當(dāng)切削速度增加時(shí)离览，刀具粘結(jié)層厚度增加鸡焰，形成一層保護(hù)膜，有利于減小刀具磨損限番，從而提高了刀具壽命舱污；但當(dāng)切削速度進(jìn)一步提高時(shí)，刀具表面層將變軟弥虐，容易被工件材料中的硬質(zhì)點(diǎn)磨耗掉扩灯，從而加劇了刀具磨損，造成刀具壽命迅速降低霜瘪。

　　3) 鎳基合金的高速切削加工

　　選用Si3N4陶瓷刀具和Si3N4-TiC 陶瓷刀具(刀具幾何參數(shù)分別為- 5°珠插，- 6°惧磺；5°，6°捻撑；15°磨隘，15°；0.8mm)高速車削鎳基合金Inconel 718工件(直徑150mm顾患，硬度440HV番捂；材料化學(xué)成分見(jiàn)表1)。切削進(jìn)給量0.19mm/r描验，切削深度0.5mm白嘁，切削速度30～300m/min，使用水基冷卻液(冷卻速度4l/min)帘染。Si3N4陶瓷刀具的磨損形態(tài)和磨損量在切削長(zhǎng)度為50m時(shí)與切削速度的關(guān)系如圖4a所示嘀吨。邊界磨損量VN的變化較為獨(dú)特：當(dāng)切削速度較低時(shí)，VN隨切削速度的增加而減懈薄淮晓；當(dāng)切削速度超過(guò)100m/min 時(shí)，VN則隨切削速度的增加而增大上互；當(dāng)切削速度超過(guò)150m/min 時(shí)睹揍，VN又隨切削速度的增加而減小。后刀面磨損量VB在整個(gè)切削速度范圍內(nèi)均小于邊界磨損量VN匀冈。用添加了TiC的Si3N4-TiC陶瓷刀具加工Inconel 718時(shí)责某，刀具的磨損形態(tài)和磨損量與切削速度的關(guān)系如圖4b 所示。刀具的磨損形態(tài)和磨損規(guī)律與Si3N4陶瓷刀具非常相似郁秦，但磨損量小于Si3N4陶瓷刀具喘茵。 

　　對(duì)于高速切削刀具，除應(yīng)考慮其靜態(tài)特性外能说，還應(yīng)考慮其動(dòng)態(tài)特性丈轻。隨著刀具懸伸量的不同，可能使刀具系統(tǒng)(刀柄—刀體—刀片等)的固有頻率與因每個(gè)刀齒切削不均產(chǎn)生的刀齒寬頻帶激振的頻率(或其諧波分量)一致绎谦，從而產(chǎn)生顫振管闷，引起刀具劇烈磨損，甚至發(fā)生破損窃肠。

　　本文對(duì)高速切削加工時(shí)陶瓷刀具包个、立方氮化硼刀具、金剛石刀具铭拧、金屬陶瓷刀具和涂層刀具的磨損形態(tài)和磨損機(jī)理進(jìn)行了綜合評(píng)述赃蛛。不同種類的刀具材料高速切削加工不同的工件材料時(shí)，其磨損形態(tài)和磨損機(jī)理也各不相同搀菩。對(duì)影響高速切削刀具磨損壽命的因素進(jìn)行了綜合分析呕臂，研究結(jié)論對(duì)實(shí)際加工中高速切削刀具的合理選用及磨損控制具有指導(dǎo)破托、參考和借鑒作用。

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