高硬度鋼叠荠、硬粉末金屬博助、超耐熱合金以及雙金屬材料在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。
用這些材料制作的產(chǎn)品幾乎堅(jiān)不可摧捞烟，同時(shí)也給人們帶來(lái)了新的難題：怎樣才能以最經(jīng)濟(jì)的方式將這些材料加工成最后的產(chǎn)品寻馏。
令人欣慰的是刀具供應(yīng)廠家在開(kāi)發(fā)銑削和車(chē)削加工高硬度材料的刀片方面有了新的進(jìn)展显晶。
目前肿嘲，涂層硬質(zhì)合金滑燃、金屬陶瓷往果、聚晶氮化硼（CBN）疆液、以及聚晶金剛石（PCD）材料的刀片都得到了應(yīng)用。
這些先進(jìn)材料制成的特殊形狀的刀片棚放，表層附著的特殊涂層在加工時(shí)可以承受機(jī)械沖擊和磨損時(shí)產(chǎn)生的熱量枚粘。
但是，使用這些刀片時(shí)還需要其他外部條件飘蚯，其中之一就是需要經(jīng)驗(yàn)豐富的刀具供應(yīng)商的密切配合馍迄。
刀片的費(fèi)用相對(duì)較低福也，硬質(zhì)合金刀片的成本約占總加工費(fèi)用的3%，CBN刀片占到5-6%攀圈，所以使用便宜的刀片是一種錯(cuò)誤的節(jié)約方式暴凑。
采用先進(jìn)材料的刀片可以在短期內(nèi)收回投資，且廢品率很低赘来。
另一方面现喳，在一副大銑刀上裝上刀片未必就是一個(gè)代價(jià)昂貴的錯(cuò)誤。
CBN刀片的費(fèi)用是硬質(zhì)合金刀片的8-10倍犬辰。
在使用這些先進(jìn)材料的刀片時(shí)嗦篱，如果切削速度和進(jìn)給量不正確，將影響產(chǎn)品質(zhì)量和刀具壽命幌缝。
因?yàn)閷?shí)現(xiàn)庫(kù)存儲(chǔ)備困難灸促，選擇合適的刀片需要正確評(píng)價(jià)加工效益及整個(gè)工藝過(guò)程。物有所值
從整個(gè)加工過(guò)程來(lái)看涵卵，如果考慮調(diào)校和更換刀片的時(shí)間的話(huà)浴栽，即使使用費(fèi)用較低的硬質(zhì)合金刀具來(lái)滿(mǎn)足公差和表面精度要求，那么這筆費(fèi)用也是昂貴的轿偎。
只有對(duì)生產(chǎn)能力典鸡、加工周期以及刀片性能綜合協(xié)調(diào)，才能最終形成真正的加工能力坏晦。
有一個(gè)很好的例子萝玷，在一次專(zhuān)門(mén)的小批量加工中，使用涂層硬質(zhì)合金刀片英遭，成功的對(duì)一個(gè)燒結(jié)碳化鋇燃?xì)鉁u輪葉片進(jìn)行銑削加工间护。
在切削速度為120sfm時(shí)，只用5-10分鐘就完成了切削挖诸。
在高硬度材料的大批量加工中，15-30分鐘的刀片壽命是可以接受的法精。
但對(duì)于小批量工件多律，較短的刀具壽命和經(jīng)常性的更換刀具并不是主要缺陷。然而搂蜓，在滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)中延長(zhǎng)刀片壽命變得很重要狼荞，這樣可以減少換刀時(shí)間、換刀人員帮碰、提高機(jī)器利用率和生產(chǎn)力相味。
現(xiàn)在硬質(zhì)合金刀片可以很好加工渦輪葉片，如果加工量很大時(shí)殉挽，就應(yīng)采用硬度更高丰涉、費(fèi)用更昂貴的CBN刀片拓巧。
使用先進(jìn)材料刀片進(jìn)行加工必須選取正確的進(jìn)刀深度和切削速度。
CBN刀片經(jīng)過(guò)強(qiáng)化一死、導(dǎo)角肛度，在加工硬度超過(guò)50RC的材料時(shí)，可以防止刀片崩刃投慈。
盡管CBN刀片剛性和韌性都很好承耿，但仍需要修正切削機(jī)床的參數(shù)以保證加工精度的要求，切削速度偏差超過(guò)10%就會(huì)對(duì)加工效果產(chǎn)生很大的影響伪煤。
如果你需要加工高硬度材料加袋，請(qǐng)考慮與你的刀具供應(yīng)商聯(lián)系，他們可以根據(jù)其他用戶(hù)解決類(lèi)似問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)為你提供解決方案抱既。
如果需要作試驗(yàn)锁荔，反復(fù)試驗(yàn)通常從硬質(zhì)合金刀片開(kāi)始，再逐步試用理度較高且較貴的刀片蝙砌。
現(xiàn)代刀片幾何學(xué)阳堕、高剛性刀柄以及精確的加工程序使價(jià)格較低的硬質(zhì)合金恨片能夠勝任艱巨的切削工作。
如果不使用硬質(zhì)合金刀片择克，則需要根據(jù)具體情況選擇其它刀片恬总，但種類(lèi)繁多的材料還是會(huì)給加工造成很大困難。
一些硬度達(dá)到60RC的材料中的碳化物顆粒的硬度達(dá)到90RC肚邢，在加工這些材料時(shí)壹堰，涂層硬質(zhì)合金刀片易受磨損。
硬化鋼
合金鋼在各領(lǐng)域應(yīng)用很廣骡湖，其硬度正在逐步提高贱纠。
以前工具鋼的硬度一般是45RC，現(xiàn)在响蕴，經(jīng)淬火處理的鋼材硬度達(dá)到63RC的情況在模具制造業(yè)中已很普遍谆焊。
模具廠家以前都是在熱處理以前進(jìn)行切削，現(xiàn)在為避免熱處理引起的變形浦夷，必須在熱處理硬化后對(duì)高硬度工具鋼進(jìn)行精加工辖试。
在對(duì)高硬度合金進(jìn)行銑削加工時(shí)，產(chǎn)生的熱量和壓力會(huì)導(dǎo)致塑性變形而加速刀片磨損劈狐。
盡管如此罐孝，仍可以經(jīng)濟(jì)地用硬質(zhì)合金刀片加工高硬度鋼。
比如在航天工業(yè)的加工中肥缔，一家專(zhuān)業(yè)航天器材制造商在一塊大的300M-4340改良型鍛造硬化鋼上重鏜孔時(shí)莲兢，轉(zhuǎn)而使用Sandvik GC1025硬質(zhì)合金刀片。
大部分金屬材料都是在熱處理以前，硬度為30-32RC時(shí)進(jìn)行加工的改艇，然而收班，為了修正變形，必須對(duì)大工件上精密度要求高的孔進(jìn)行復(fù)鏜遣耍，這時(shí)材料硬度高達(dá)54-55RC闺阱。
因?yàn)楣ぜ^厚，給加工增加了難度舵变，需要對(duì)其重復(fù)鏜三次才能達(dá)到公差要求和表面精度要求酣溃。
在第一次鏜孔還沒(méi)完成時(shí)，就因?yàn)榻饘偬沾傻毒咂茡p而中斷了纪隙。
這給我們一個(gè)警示：破損的刀刃有可能毀壞整個(gè)工件赊豌。
相反，擁有堅(jiān)硬的PVD涂層和鋒利刀刃的先進(jìn)的精細(xì)的硬質(zhì)合金刀片绵咱，可以持續(xù)進(jìn)行6-9次切削碘饼。
為了使用硬質(zhì)合金刀片，供應(yīng)商推薦將切削速度從300sfm降低為175sfm,但仍保持相同的切削深度悲伶。
用硬質(zhì)合金刀片以低切削速度進(jìn)行三次鏜孔加工耗時(shí)80分鐘左右艾恼，而陶瓷合金刀具加工時(shí)間為一個(gè)小時(shí)。
更重要的是麸锉，其附加的安全刀刃將因刃口破損而損傷貴重工件的可能性降到最小钠绍。
為找到用硬質(zhì)合金刀片銑削高硬度鋼材的合適的加工參數(shù)，切削速度一般從100sfm開(kāi)始試驗(yàn)花沉。
試驗(yàn)性切削的速度可以由150sfm逐漸增加到180sfm柳爽。
通常進(jìn)給速度為0.003-0.004英寸每齒。
對(duì)于刀片的幾何外形碱屁，零角度或微小的負(fù)前角刀片比正前角刀片的刃口強(qiáng)度高磷脯。
圓形硬質(zhì)合金刀片在加工高硬度材料時(shí)同樣有優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)闆](méi)有容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的尖角娩脾。
在選擇硬質(zhì)合金刀具時(shí)赵誓，主要考慮其強(qiáng)度等級(jí)。
安全性高的刃口可以承受很大的徑向切削力晦雨，以及刀片接觸和離開(kāi)高硬度鋼時(shí)產(chǎn)生的沖擊架曹。另一方面，這些經(jīng)過(guò)特別處理的抗高http://www.lysytzs.com溫材料可以承受加工硬度達(dá)60RC的鋼材時(shí)產(chǎn)生的熱量闹瞧，附有氧化鋁涂層的抗沖擊硬質(zhì)合金刀片也能承受銑削時(shí)產(chǎn)生的高溫。
燒結(jié)金屬
由于粉末冶金技術(shù)的進(jìn)步展辞，出現(xiàn)了應(yīng)用漸廣的高硬度燒結(jié)金屬奥邮。
一家生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)了一種含有鎢、碳化鋇的鎳粉合金，其硬度可以達(dá)到53RC-60RC洽腺。
在鎳合金的矩陣結(jié)構(gòu)中的碳化物顆粒硬度高達(dá)90RC脚粟。
在加工這些材料時(shí)，涂層硬質(zhì)合金刀片的刃面很快磨損蘸朋，最初的刃口被磨平核无，這是由于顯微結(jié)構(gòu)中的超硬顆粒產(chǎn)生的細(xì)微振動(dòng)會(huì)加速刀片的磨損。
在加工這種高硬度材料時(shí)藕坯，硬質(zhì)合金刀片也可能受剪切力而破碎团南。
CBN刀片提供了一種效率很高的加工含有鎢和碳化鋇的高硬度粉末金屬的方法，其先進(jìn)的幾何形狀可以克服細(xì)微振動(dòng)炼彪。一位加工粉末合金的用戶(hù)發(fā)現(xiàn)吐根，使用CBN刀片比最好的硬質(zhì)合金刀片的壽命要長(zhǎng)2000倍。
用一個(gè)有五塊刀片的平面銑刀辐马，以200sfm的切削速度和0.007英寸/齒的進(jìn)給速度加工高硬度工件拷橘，結(jié)果比電火花加工的速度要快75%。
要充分利用CBN喜爷，切削參數(shù)必須保持在嚴(yán)格的范圍：切削速度160sfm,進(jìn)給速度0.004-0.006英寸/齒冗疮，看起來(lái)有點(diǎn)慢，但對(duì)于加工燒結(jié)金屬來(lái)說(shuō)檩帐，已經(jīng)是高的加工效率了术幔。
精確的加工參數(shù)最好通過(guò)30-60秒的試切來(lái)確定。先從低速開(kāi)始轿塔，再逐漸加速特愿，直到切削刃出現(xiàn)過(guò)多磨損，這樣才能取得最好的臨界值勾缭。
加工高硬度金屬時(shí)揍障，通常是干式加工，主要是為了保證切削刃的等溫性俩由。
在大多數(shù)情況下毒嫡，帶有雙負(fù)前角的圓形刀片是效率最高的，這時(shí)切削深度限制在0.04-0.08英寸以?xún)?nèi)幻梯。
由于銑削不是連續(xù)加工兜畸，在加工洛氏硬度超過(guò)60或更高的材料時(shí)，產(chǎn)生的持續(xù)不斷的沖擊會(huì)造成獨(dú)特的加工應(yīng)力碘梢。
因此機(jī)器和刀具必須保持最大的剛度咬摇，最小的外伸懸臂，以及最大的強(qiáng)度煞躬，以便于承受在加工中產(chǎn)生的沖擊載荷肛鹏。
超耐熱合金
航天工業(yè)中開(kāi)發(fā)的超耐熱合金(HRSAs)越來(lái)越多的應(yīng)用到了汽車(chē)工業(yè)逸邦、醫(yī)療機(jī)械、半導(dǎo)體在扰、以及電站設(shè)備等方面缕减。
常見(jiàn)的超耐熱合金有Inconel 718、625芒珠、 沃斯帕洛伊合金桥狡、鈦6Al4V，現(xiàn)在又增添了鈦合金以及鋁鎂合金皱卓。所有的這些材料都給加工增加了難度裹芝。
圓形硬質(zhì)合金刀片在加工高硬度材料時(shí)同樣有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闆](méi)有尖角結(jié)構(gòu)好爬，所以有很高的強(qiáng)度局雄。
超耐熱合金的硬度很高，一些鈦金屬的硬度高達(dá)330布氏硬度存炮。
使用傳統(tǒng)的金屬刀具炬搭，在切削帶溫度將高達(dá)2000°F，將會(huì)弱化分子間的約束力穆桂，形成金屬流動(dòng)層宫盔。
而如果用超耐熱合金刀具，在整個(gè)切削過(guò)程中享完，刀具將一直保持硬度不變灼芭。
超耐熱合金在加工時(shí)也會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致刀片過(guò)早失效般又。
加工超耐熱合金的難度是多方面的歇拆，未剝落的材料被磨蝕劑覆蓋笆焰，其鋒利的邊緣甚至?xí)斓啬p刀片的切削刃。
考慮到這些切削困難，加工超耐熱合金時(shí)一般速度較慢拄氯。
比如用Sandvik GC2040型刀片加工Inconel 718材料的剎車(chē)零件時(shí)霎俩，切削速度為200 sfm上陕；用Sandvik 7020 CBN 刀片加工同
種金屬時(shí)桂对，切削速度調(diào)整為260 sfm。
而用無(wú)涂層的硬質(zhì)合金刀片切削工具鋼時(shí)倦卖，速度為400 - 800 sfm洒擦。
加工超耐熱合金所采用的進(jìn)刀量與加工工具鋼的差不多。
選擇加工超耐熱合金的刀片時(shí)主要考慮材料和工件怕膛。
正前角硬質(zhì)合金刀片用來(lái)加工超耐熱合金材料的薄壁工件效率很高熟嫩。
但是，加工厚壁工件時(shí)褐捻，需要負(fù)前角的金屬陶瓷刀片邦危，因?yàn)檫@種刀片的切削效率要高一些洋侨。
在大多數(shù)高硬度加工中采用干式加工以保證切削刃的同溫性舍扰，而鈦金屬的加工倦蚪，即使是很慢的切削速度也需要采取冷卻措施。
加工中超耐熱合金的不斷硬化將加速切削刃刃尖的磨損边苹。
沒(méi)有尖角的圓形刀片陵且，它的切削刃強(qiáng)度很高，但超耐熱合金的加工硬化現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致刀刃產(chǎn)生缺口个束。
連續(xù)加工中改變切削深度慕购，可以避免形成加工硬化帶，防止刀具產(chǎn)生缺口茬底，延長(zhǎng)刀具壽命沪悲。吃刀深度可以這樣變化：第一次0.3英寸，第二次0.125英寸阱表，第三次0.1英寸殿如。雙金屬材料
雙金屬元件是將硬度較高的材料放在易磨損區(qū)域，其它區(qū)域?yàn)檩^軟的金屬最爬。
這種方式在汽車(chē)工業(yè)和其它一些領(lǐng)域應(yīng)用很廣涉馁，但同時(shí)也給加工帶來(lái)了困難。
CBN切削硬度大于50RC的材料時(shí)效率很高爱致，但如果切削較軟的金屬的話(huà)烤送，反而會(huì)破碎。
PCD刀片可以加工象鋁金屬糠悯，但用來(lái)加工鐵類(lèi)金屬時(shí)帮坚，卻會(huì)產(chǎn)生過(guò)多磨損。
要高效的加工雙金屬工件互艾，需要對(duì)用戶(hù)试和、刀具供應(yīng)商、設(shè)備供應(yīng)商提供的加工程序進(jìn)行調(diào)整忘朝。
有這樣一個(gè)例子灰署，前文提到的高硬度粉末合金，通過(guò)高溫等靜壓機(jī)壓制在價(jià)格較低的316不銹鋼底層上局嘁。
通過(guò)編程將螺旋形走刀路徑輸入機(jī)床溉箕，并選用最優(yōu)的進(jìn)刀量和切削速度，首先加工粉末合金悦昵，然后再加工其底層金屬肴茄。這樣可以避免上述問(wèn)題的發(fā)生。
為了提高雙金屬汽缸體的加工效率但指，汽車(chē)制造商必須解決好如何加工研磨鋁合金與鑄鐵的汽缸襯墊的問(wèn)題寡痰。
這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)意味著抗楔，硬度較高的鑄鐵耐磨區(qū)不可能與較軟的鋁金屬完全隔離。
但是我們可以通過(guò)機(jī)床程序選擇很低的切削速度和很淺的吃刀深度來(lái)解決這一問(wèn)題拦坠，這樣我們可以只用抗磨的PCD刀片就能加工鋁層和鑄鐵層连躏，而不需要頻繁的更換切削刀具。
