江苏茂厚汇机械设备有限公司 江苏镇江 212200
摘要：高温合金通常分为镍基高温合金、钴基高温合金和铁基高温合金等。高温合金应用十分广泛，针对高温合金等难切削材料加工中切刃边界缺损这一重点问题，“抑制切刃边界部缺损，实现刀具长寿命”成为刀具加工的主要攻克的题目。
关键字：高温合金，切削，刀具
近年来高温合金等难切削材料加工在多种领域中迅猛发展，我公司联合成都邦普启动了以难切削材料加工为主题的产品开发项目，其中高温合金在难加工材料中占有较大比例，航空和汽车零部件产业中的超耐热合金加工的车削刀片成为这次主要研发目标之一。
首先是刀具的材质，从硬质合金基体到涂层都做出了全新的开发、升级。新PVD涂层“高Al-(Al,Ti)N单层涂层” ，Al含量大大超出以往(Al,Ti)N， 表膜硬度提高、耐热性提高，超耐热合金加工中可发挥最大效果，前后刀面耐磨损性优异。且摩擦系数低，可发挥优异的耐粘结性。与以往产品相比，性能提高了25％以上。优秀材质与最佳切刃形状组合，进一步提高了难切削材料用刀片的性能。
其次是对刀片形状结构方面，经研究，最有效地抑制切刃边界部缺损的要素是前角与刃尖珩磨的大小之间的平衡。为了实现长寿命，必须持续抑制边界部缺损直至该工序加工全部结束。另外，必须确保产品能在各种加工条件下均发挥稳定性能。经过反复测试，推出以SN/LS/SF为主的多种适合超耐热合金各种工况的锋利性与刃口强度兼备的最佳刃形。
我公司研发的PP/BP21系列作为车削用ISO刀片系列，备有多种形状。根据难削材料加工需求不断提高，完备了从精加工到粗加工，从连续切削到断续切削的各种材料与断屑槽的组合。其优异的加工表现、可靠的产品稳定性，在航天航空，汽车零部件等产业中，收到了高度好价。并且除超耐热合金以外，在难加工不锈钢等加工中也发挥出色，多用途，高通用性也备受肯定。
以下是在切削性能、使用寿命、加工成本、使用效率等方面，和国际知名品牌进行一个性能试验对比。
案例一。在航空航天工件的加工中，与某日本品牌的刀片做了加工测试，同样的加工条件下，我司PP21系列无毛刺产生并尺寸变化小，切削性能明显胜出，性价比优势较大。
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案例二。这是沉淀硬化不锈钢的航空航天零件案例，我司产品切削阻力低，断屑好，所以在性能上有了完胜的结果。同样的条件下，较某日系品牌，寿命提高50%。
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案例三。在汽车零件的加工测试中，我司的性能略占优势，但是却在加工成本上有了大幅度的降低，性价比完胜。
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案例四。在另一个汽车零件的加工中，我司的PP21系列在效率提升了60%的同时，寿命提升了50%。
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小结：
1、按照刀具的不同切削位置，镍基高温合金车削刀具的失效形式各有不同。
2、镍基高温合金车削刀具的刃口失效以黏结磨损失效和氧化磨损失效为主。在切削过程中，刀具材料在高温下氧化失效，刀具材料与被加工材料之间的化学迁移引起相互黏结，切屑在剥落过程中引起刀具基材的剥落。
3、在切削过程中，由于镍基高温合金车削刀具的前后刀面受到流动切屑的不断挤压，失效形式以磨粒磨损失效为主。
4、在加工镍基高温合金时，被加工材料产生的“翻边毛刺”在后续加工过程中不断冲击刀具，导致刀具沟槽和沟槽外在车削加工中发生崩缺失效。