【編者按】在金屬切削加工中欢巡，由難加工材料造成的高切削力呀打、高接觸壓力肪虎、切削高溫、劇烈的化學(xué)侵蝕等外界條件對刀具和刀具材料提出了極高的要求哮幢。本文講述高速鋼刀具的磨損機制带膀。【參閱我國切削加工與刀具技術(shù)落后于工業(yè)發(fā)達國家】

　　在金屬切削加工中市黔，由難加工材料造成的高切削力诅订、高接觸壓力、切削高溫插棱、劇烈的化學(xué)侵蝕等外界條件對刀具和刀具材料提出了極高的要求乡羹。此外，刀具幾何形狀和鋒利的切削刃淌窄、循環(huán)吃刀量础呈、切削液等切削條件也增加了加工的嚴(yán)酷性。切削刀具經(jīng)常是在接近其耐受這些負荷（特別是熱應(yīng)力和機械應(yīng)力）的極限狀態(tài)下工作权炫。　　

　　盡管高性能刀具材料——如CVD和PVD涂層硬質(zhì)合金膜狈、金屬陶瓷岁且、陶瓷、立方氮化硼（CBN）和金剛石——的使用日益增多缺沿，但高速鋼（HSS）仍然是常用的金屬切削刀具材料乃楣。高速鋼相對較高的韌性，以及能夠經(jīng)濟地制造復(fù)雜形狀刀具的可能性童叠，使其在許多切削加工中的使用仍然具有合理性框喳。與電渣加熱（ESH）技術(shù)和物理氣相沉積（PVD）涂層技術(shù)相結(jié)合的粉末冶金高速鋼牌號的引入，進一步提高了高速鋼刀具的切削性能厦坛。

　　自從上世紀(jì)70年代末期成功地引入了PVD-TiN涂層以來五垮，對高速鋼金屬切削刀具的學(xué)術(shù)研究一直集中在開發(fā)更好的涂層材料和沉積技術(shù)上。

　　本文對高速鋼刀具（包括未涂層和涂層刀具）的磨損機制進行了簡要評述杜秸，并詳細論述了金屬切削過程放仗、刀具失效機制、高速鋼材料及其涂層的特性撬碟。

　　金屬切削過程

　　為了理解金屬切削的磨損機制诞挨，有必要簡略了解一下在刀具/工件材料界面處占主導(dǎo)地位的接觸狀況。常見的正交切削模型適用于任何切削操作呢蛤，包括車削惶傻、銑削棍郎、鋸削、鉆削银室、攻絲猛糯、拉削等。通過工件材料的塑性剪切放干，以及工件材料相對于刀具后刀面和前刀面的滑移轨府，可以建立一組溫度特性曲線。主要的熱源位于切屑形成的主剪切區(qū)和切屑與刀具之間摩擦接觸的副剪切區(qū)闹彩，因此座序，在與切削刃有一段距離的前刀面上會達到最高溫度。

　　要闡明作用于刀具切削刃上的切削力和機械應(yīng)力并不容易投充，因為這些力隨著切削工藝和切削參數(shù)的不同而有很大的變化耗膊。在采用單一切削刃的斷續(xù)切削中，刀具從切入工件到退出工件敷液，其受力情況也可能大相徑庭八察。一般來說，總的切削力F與切削速度和進給量相關(guān)粱祟。采用低摩擦涂層可以減小切削力浙鞋，從而降低切削刃溫度，即可以利用低摩擦涂層來提高生產(chǎn)率持偏。

　　我們從刀具失效機制的類型可知驼卖，高速鋼刀具使用到接近自己的屈服極限和斷裂應(yīng)力極限時就會失效。當(dāng)切削刃像一個不斷擴展的楔子一樣強行切入工件材料內(nèi)部時鸿秆，被它撐開的 “裂縫”的兩個表面呈現(xiàn)為化學(xué)活性很高的金屬酌畜。事實上，由于外部的氧或切削液無法進入該區(qū)域卿叽，意味著不會形成氧化膜或任何其他可起保護作用的隔層桥胞。因此，刀刃也暴露在極為惡劣的條件下考婴。

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