通過增大邊緣層的硬度,防止磨粒磨損-切削顯微鏡
切削材料的開發(fā)
由于新的待加工材料的不斷開發(fā)，為了應對切削加工領域的新挑戰(zhàn)
，并改良及繼續(xù)開發(fā)已有工藝，需不斷開發(fā)新的切削材料。
在切削材料開發(fā)領域，通常會有材料強度和韌性之間的目標沖突。
理想的切割材料需具有高硬度以保護刀具免受或少受摩擦等的磨損；同
時還需具有高韌性，以防止刀具過脆而崩碎。然而，由于不能同等程度
地提高硬度和韌性，因此這兩種特性通常要進行折中處理。
涂層技術
切削刀具的耐磨性以及與之相關的耐用時間，主要受切削力大小和
熱負荷的影響。切削力和熱負荷是由切削面與切屑、切削表面與工件之
間的摩擦以及實際的分離過程引起的。為了減少這種影響，延長切削刀
具的耐用時間，需要為刀具涂上硬質材料涂層。硬質材料層通常只有幾
微米厚，并承擔以下任務：
①通過高耐熱性保護載體基材；
�、谕ㄟ^改善滑移性能，降低切削力和切削阻力；
③通過增大邊緣層的硬度，防止磨粒磨損。
例如，涂層技術能使相對柔韌的材料擁有高硬度的邊緣層，從而把
高硬度和高韌性這兩個所需的特性結合在一起。硬質材料，例如氮化欽
、氮碳化欽、碳化擔、氮化鋁欽、氮化鋁鉻或聚晶金剛石以及無定形碳
，都可用作涂層材料。
然而，應注意的是，在一些應用中不能使用涂層。例如勞斯萊斯在
生產(chǎn)發(fā)動機時，為了避免涂層成分擴散到發(fā)動機的部件表面，只能使用
涂層刀具進行加工余量較大為 0.5 mm的加工。為了將硬質材料涂層應
用到載體基材上，在刀具涂層領域主要使用兩道工藝，即CVD(化學氣相
沉積)和PVD(物理氣相沉積)。
工藝冷卻
在切削加工中另一個起核心作用的關鍵點是利用不同類型的冷卻介
質(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))進行工藝冷卻，從而降低工藝溫度�？刹捎枚喾N
方法：一方面，可以用一種冷卻介質與一個熱的物體接觸，直接進行冷
卻；另一方面，可以用介質沖洗來自工藝作業(yè)區(qū)的炙熱碎屑，以此排出
切削加工中的大部分熱量。此外，冷卻介質有潤滑作用，可以減少摩擦
，從而減少熱量的產(chǎn)生。但工藝冷卻也會導致不良后果，如熱沖擊。當
刀具溫度較高的部分突然被冷卻時，會產(chǎn)生熱沖擊效應，將導致切削刀
具損壞。而且，工藝冷卻會帶來附加成本，因為必須要準備、管理和回
收這些冷卻介質。此外，許多冷卻介質會損害人的健康，對它們進行回
收處理會增大環(huán)境的負擔。
