常见高速切削刀具材料如何选择

　　高速切削技术发展应用决定于机床刀具技术进步，其刀具材料进步起决定性作用。研究表明，高速切削时，随着切削速度提高，切削力减小，切削温度上升很高，达到一定值后上升逐渐趋缓。造成刀具损坏最主要原因切削力切削温度作用下机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等磨损破损，因此高速切削刀具材料最主要要求高温时力学性能、热物理性能、抗粘结性能、化学稳定性（氧化性、扩散性、溶解度等）抗热震性能以及抗涂层破裂性能等。

　　基于这一要求，近20多年来，发展了一批适于高速切削刀具材料，可不同切削条件下，切削加工各种工件材料。

　　虽然我们总希望得到既有高硬度以保证刀具耐磨性，又有高韧性来防止刀具碎裂，但目前技术发展还没有找到如此优越性能刀具材料，鱼于熊掌无法兼得。因此，我们会实际按照需要选用更合适刀具材科：粗加工时优先考虑刀具材料韧性，精加工时优先考虑刀具材料硬度。当然人们还期待着以超高切削速度进行加工而获得更好效果。下面仅就常见工件材料及刀具相关情况做如下简单介绍。

　　一、铝合金：

　　1、易切削铝合金

　　该材料在航空航天工业应用较多，适用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，进给量在3～12m/min，刀具前角为12°～18°，后角为10°～18°，刃倾角可达25°。

　　2、铸铝合金

　　铸铝合金根据其Si含量的不同，选用的刀具也不同，对Si含量小于12%的铸铝合金可采用K10、Si3N4刀具，当Si含量大于12%时，可采用PKD（人造金刚石）、PCD（聚晶金刚石）及CVD金刚石涂层刀具。对于Si含量达16%～18%的过硅铝合金，最好采用PCD或CVD金刚石涂层刀具，其切削速度可在1100m/min，进给量为0.125mm/r。

　　二、铸铁：

　　对铸件，切削速度大于350m/min时，称为高速加工，切削速度对刀具的选用有较大影响。当切削速度低于750m/min时，可选用涂层硬质合金、金属陶瓷；切削速度在510～2000m/min时，可选用Si3N4陶瓷刀具；切削速度在2000～4500m/min时，可使用CBN刀具。

　　铸件的金相组织对高速切削刀具的选用有一定影响，加工以珠光体为主的铸件在切削速度大于500m/min时，可使用CBN或Si3N4，当以铁素体为主时，由于扩散磨损的原因，使刀具磨损严重，不宜使用CBN，而应采用陶瓷刀具。如粘结相为金属Co，晶粒尺寸平均为3μm，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=700m/min时，宜加工高铁素体含量的灰铸铁。粘结相为陶瓷（AlN＋AlB2）、晶粒尺寸平均为10μm、CBN含量为90%～95%的Amborite刀片，在加工高珠光体含量的灰铸铁时，在切削速度小于1100m/min时，随切削速度的增加，刀具寿命也增加。

　　普通钢

　　切削速度对钢的表面质量有较大的影响，根据德国Darmstadt大学PTW所的研究，其最佳切削速度为500～800m/min。

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