近年來轰传，最終用戶需求的不斷提升使制造業(yè)的工件材料產生明顯進展盗扒。例如，汽車和卡車更高的燃油效率的需求導致分量輕強度高如高強度鋼和球墨鑄鐵等材料的使用增加刨啸。飛機發(fā)動機更高燃油效率和更安靜的需求刺激純度堡赔、高溫強度和韌性更高的高溫合金的發(fā)展。雖然勉強符合最終用戶的需要呜投，但這樣的進展使工件材料有更難加工的傾向加匈。就是這個原因趨勢刀具界進行研究和發(fā)展，尤其是車削刀片領域仑荐。斷屑槽雕拼、涂層還有基體化學成分在影響刀具性能上扮演重要角色。例如粘招，車削刀具涂層技術的進展已經(jīng)使球墨鑄鐵和最新的航空高溫合金能有效加工啥寇。

        高硬度MTCVD涂層改善球墨鑄鐵的加工

        球墨鑄鐵已成為發(fā)動機零件和其它汽車、農用設備和機床工業(yè)上的零件的日益常見的材料洒扎。這種合金提供較低的生產成本和良好的機械性能的組合辑甜。他們比鋼材便宜，而比鑄鐵有更高的強度和韌性。

        但同時球墨鑄鐵非常耐磨蝎业，有快速磨壞刀具材料的傾向增珠。這種耐磨性很大程度上受珠光體含量影響。某一已知球墨鑄鐵的珠光體含量越高捣卵，它的耐磨性越好而且它的可加工性越差弓并。

        可以預計，高硬度和高耐磨的切削材質需考慮球墨鑄鐵的高耐磨性借陕。并且事實上材質包含極硬的TiC(碳化鈦)或TiCN（碳氮化鈦）的厚涂層在切削速度每分鐘300米時加工球墨鑄鐵被證明通常是有效的远丸。但是隨著切削速度的增加，切屑/刀具結合面的溫度也在增加册安。當發(fā)生這樣的情況喜毅，TiC涂層傾向于和鐵發(fā)生化學反應并軟化，更多的壓力作用在抗月牙洼磨損的涂層上烫奏。在這些條件下苇皂，希望有一種化學穩(wěn)定性更好的涂層，如Al2O3（雖然在較低的速度下不如TiC硬或耐磨）耙肖。

        化學穩(wěn)定性比耐磨性更成為一個重要的表現(xiàn)性能分界的確切速度和溫度取決于被加工球墨鑄鐵的晶粒結構和性能拳喘。但是通常厚涂層的TiC或TiCN和僅有氧化物的較薄涂層是針對球墨鑄鐵應用的，因為今天大部分這類被加工材料的切削速度在每分鐘150到335米之間颤绕。對于速度高于每分鐘300米的應用，人們對這種材料是滿意的祟身。

        為了使這個范圍性能最優(yōu)奥务，山高研發(fā)和推出了針對球墨鑄鐵加工的材質TX150。這種材質有一個硬且抗變形的基體袜硫，對于加工球墨鑄鐵很理想氯葬。它的涂層由一層較厚的很耐磨的碳氮化鈦和一層較薄的抗月牙洼磨損的氧化物涂層，頂面是一薄層TiN婉陷。這種涂層運用目前工藝水平的產生耐磨性和抗月牙洼磨損需要的CVD涂層的全部硬度而且韌性平滑性增加的中溫化學氣相沉積（MTCVD）工藝帚称。基體/涂層的組合性能給予很高的抗塑性變形和刃口微崩能力秽澳，使之成為正常速度下加工球墨鑄鐵的理想材質闯睹。

        涂層陶瓷也表現(xiàn)出能有效加工球墨鑄鐵。在過去担神，未涂層的韌性較好的諸如氮化硅和碳化硅纖維強化的氧化鋁陶瓷應用受工件材料化學親和性的限制楼吃。但是今天通過使用能抵抗切屑變形過程產生高熱量的涂層刀具壽命已經(jīng)顯著增加。而某些早期這個領域的工件加工使用氧化鋁涂層晶須強化陶瓷入驮，今天的多數(shù)研究活動集中于TiN涂層氮化硅路统。這種涂層能顯著拓寬韌性較好的陶瓷的應用范圍。

        高溫合金

        雖然涂層的發(fā)展已在黑色材料應用里產生最多戲劇性的生產率提高抚送，也在高溫合金和鈦合金加工中取得改善乞审。細顆粒硬質合金和PVD涂層的發(fā)展绎噩，以及怎樣運用陶瓷和CBN切削材料的知識增加都對更高的金屬切除率和提高表面光潔度作出貢獻。

        這些進展對汽輪機應用所需的在高溫保持其強度的合金的高效加工特別有用鸠丸。這種“超級合金”用能保持清潔而且韌性也更好的很復雜的方法來處理和生產缨诱。結果，超級合金能使用的平均溫度以每年華氏16度的速率增加待插，而且沒有跡象顯示這種趨勢將會改變竭撇。但是它的每一次發(fā)展將對可加工性造成負面影響。

        隨著超級合金高溫強度的增加捷妥，作用在刀片切削刃上的力也在增加你义。結果，曾經(jīng)能很滿意地加工很多鈦合金和鎳基合金的硬質合金材質C-2在應用到當今的合金時遭受切削刃的壓碎和切削深度線處嚴重的溝槽磨損摩潮。但是用最新的細顆粒硬質合金能有效加工超級合金况既，刀具壽命得到提高，更重要的是提高在高溫合金應用時的可靠性组民。細顆粒硬質合金有比傳統(tǒng)硬質合金材質更高的壓縮強度和硬度棒仍，只是在韌性方面增加少量的成本。而結果是在高溫合金加工上比傳統(tǒng)硬質合金抵抗常見失效模式更有效臭胜。

        PVD（物理氣相沉積）涂層也被證明有效加工高溫合金莫其。TiN（氮化鈦）PVD涂層是最早使用的并仍然是最受歡迎的。最近耸三，TiAlN（氮鋁化鈦）和TiCN（碳氮化鈦）涂層也能很好使用乱陡。TiAlN涂層應用范圍和TiN相比它的限制更多。但是當切削速度提高后它們是一個很好的選擇仪壮，在那些應用提高生產率達40%憨颠。另一方面，在較低的切削速度下取決于涂層的表面工況TiAlN會導致積屑瘤积锅、隨后的微崩和溝槽磨損爽彤。TiCN比其它兩種涂層都硬，尤其在銑削時獲得更好的刀具壽命缚陷。

        近來适篙，用于高溫合金應用的材質已經(jīng)發(fā)展了，這些涂層由幾層組合而成拱矫。大量的實驗室和現(xiàn)場測試已經(jīng)論證了這種組合和其它任何一種單一涂層相比在很寬范圍的應用時很有效师莫。因此針對高溫合金應用的PVD復合涂層可能成為硬質合金新材質研發(fā)持續(xù)的焦點。和MTCVD涂層琐惩、涂層陶瓷集合在一起狮消，它們有望成為更有效加工正在研發(fā)的新的更難加工工件材料的主要沖擊力量。

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