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超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚晶金刚 石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石。其中PCD和 PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，极大地促进了高速切削加工及先进制造技术的飞速发展，权威机构甚至用这种刀具的应用比例来衡量一个国家加工 技术的先进程度。

1.材料切割

    商品的复合片一般为直径50～75mm的大圆片，需要通过切割得到所需要的形状，精确的切割还可以减少磨削量。由于磨削复合片时砂轮损耗极大，减少磨削量 对于降低制造成本非常有意义。切割设备一般采用普通电火花线切割机，高精度切割时，采用慢走丝线切割机床。有些立方氮化硼材料(如De Beers的AMB90)由于不导电，还需采用激光切割。

2.抛光

    抛光的目的是把刀片的上表面(即刀具的前刀面)抛光成镜面，一般要求达到Ra0.02αμm以下。刀具前刀面抛光后可以减少切屑与前刀面的摩擦与粘结，延 长刀具寿命；同时还可以改善刀刃的平整度与锋利性，提高切削加工的精度。

图1 复合片抛光原理图

    复合片的抛光使用专门的抛光机，其原理如图1所示。一方面砂轮高速旋转做主运动，同时被抛光的刀片低速转动。一般抛光一块片子的时间为 1.5～2h。为了增加效率，抛光机上有多个保持盘，每个保持盘可夹持多个刀片，从而实现几十片刀片同时抛光。

3.焊接

    复合片的衬底是硬质合金，刀片焊接实际上是焊接硬质合金。但需要注意的是，金刚石在高温下会氧化和变质，焊接温度要控制在700℃以下，一般选用银基焊料 和与之相适应的焊剂。典型的焊接过程为：表面处理-清洗-焊接-刀具清理。

   表面处理采用喷砂或SiC砂纸、金刚石砂轮打磨等方法，清除刀杆和复合片被焊表面由于前期加工所形成的各种残留污物。

    清洗剂一般为去离子或无水酒精，采用声波清洗器可获得最好的清洗效果。清洗后的零件应该用干净的镊子夹持，绝不能用手指触摸，以防止二次污染。

    最简单的焊接方法是焊枪钎焊，但为了保证钎焊的质量和提高焊接过程的易操作性，多数情况下采用高频感应焊或电阻焊。焊接时先在被焊表面和焊料上涂好焊剂， 加热至焊料熔化，断电后用陶瓷棒将刀坯按压在刀杆的适当位置，直到焊料固化。

    刀具钎焊好后，用热水清洗残留的多余焊剂，用喷砂或磨削方法清除表面氧化层。

4.刃磨技术

    PCD与PCBN有很高的硬度，刃磨极为困难。磨削时，砂轮上的金刚石磨粒与刀具之间的作用实际上是两种硬度、性质相近的物质之间的相互作用，与通常的磨 削过程(磨粒硬度远大于工件硬度)具有本质差别，因而其刃磨机理与刃磨工艺有独特的规律。

(1)刃磨设备

    PCD与PCBN刀具的刃磨一般采用专门刃磨设备，设备生产厂家有英国COBORN公司，台湾KARMAN公司，瑞士EWAG公司和北京迪安公司。

    机床需具备的功能(见图2)包括：直刃磨削和圆弧磨削，圆弧磨削又包括圆锥后刀面和圆柱形后刀面的形成以及圆锥与圆柱后刀面的组合等。为了实现上述功能， 刃磨机的运动机构包括：

图2 刃磨机床的功能

    ①刀架自身回转，配合显微镜或投影仪精确对准回转中心，得到不同的刀尖圆弧半径；

    ②刀架整体倾斜，得到圆柱后刀面；

    ③砂轮主轴倾斜，得到圆锥后刀面；

    ④主轴横向往复摆动，用于磨削直刃，同时起到抛光的作用，消除磨削沟纹，并可均恒砂轮的磨损，防止砂轮局部出现深沟；

    ⑤刀架高低可调，用于调节刀具与砂轮的相对位置，以适应不同尺寸的刀杆；

    ⑥恒定磨削压力装置；

    ⑦分度与回转夹头，用于复杂形状刀具的磨削；

    刃磨所用砂轮为金刚石砂轮，但砂轮结合剂有所不同。最常用的有：金属结合剂、陶瓷结合剂和树脂结合剂砂轮。

    砂轮随金刚石磨粒的尺寸不同，可分为粗磨，细磨，精磨，超精磨等等。粒度范围为M2～4至M40～60。

(2)冷却润滑液

    超硬刀具磨削时的压力非常大，可达到400N，会产生大量的磨削热，所以冷却润滑液的主要作用是冷却。最简单的配方是水加适量的防锈剂。也可采用成品的精 磨液。

(3)刃磨工艺

    PCD与PCBN刀具的刃磨工艺，具有如下的特点和规律。

    ①砂轮粒度较大时，磨削率高，表面粗糙度值较大；砂轮粒度较小时，表面粗糙值较小，刀具质量更好；

    ②刀具刃磨宜选用较低的磨削速度，砂轮速度较高时，磨除率低，且易使机床产生振动，影响加工精度和表面质量；

    ③磨削压力较大时，磨削率高，但表面粗糙度值也较大。粗磨时，宜选用较大的工作压力，而精磨时，需把磨削压力调整到最小；

    ④刃磨过程中，不时地用细油石修整砂轮，可以提高磨削效率，减少振动，防止刀具表面由于过分挤压而烧伤；

    ⑤对于刀刃质量要求较高的刀具，最后还需进行研磨处理。最简单的研磨方法是采用单晶金刚石的研磨工艺，把粒度为3～6μm或更细的金刚石微粉与橄榄油混合 后涂敷在铸铁盘上，研磨刀具的刀面，可以大大提高刀具刃口质量；

    ⑥PCBN刀具一般需要0.3～0.8mm的刃口钝圆，以增加刀刃强度和减少崩刃，改善刀具的抗冲击能力。负倒棱可以采用专用夹具在刃磨机床上得到，钝圆 可以用金刚石油石手工完成。

5.检验

    对于PCD与PCBN刀具，在采用上述设备和工艺的条件下，刀具几何角度、尺寸和表面粗糙度要求，一般都能精确保证。检测主要是观察刀刃的质量。可以采用 放大倍数为30～50倍的工具显微镜。普通刀具的刀刃锯齿度可控制在0.02mm之内，对于精度更高的刀具，刀刃锯齿度应小于1～μm。

    图3、图4所示分别为普通磨削和经过研磨后得到的刀具刃口。

图3 磨削得到的刀刃质量

图4 研磨得到的刀刃质量

 

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即使对于日常使用的简单物品(如牙刷或洗澡用具)设计人员也越来越多地 采用难加工的具有任意曲面的三维模具。因而，刀具和模具制造业就不得不面临着对用于钢模电火花加工所必需的电极的设计和制造木断提高的要求。人们经常不用 电火花加工的方法而直接通过高速硬铣来加工复杂的三维模具。除了合适的机床和加工工艺外决定性的首先是刀具在硬铣和加工石墨电极时的技术和经济效果。

CAD- CAM一体化设计

Quattroform股份有限公司，在Ettenheim/Baden的精密模具制造厂专门致力于具有 复杂的三维几何形状的零件的注塑模的加工。这个企业设计和制造特别是用于多色和多组分注塑的注塑模。设计人员通过软盘或远距离数据传输(ISDN)得到要 求的图纸和数据。由此他们从 CAD-AM系统上得到所需注塑模的总图和单个零件图。他们以并行工程的形式也越来越多地与用户紧密地合作进行设计和方案制订，以便优化零件性能、钢模加 工和注塑过程。

CNC程序通过网络到达车间内的数控系统。需要时，机床操作者可以从服务器中调出程序把它输入机床数控系统的存储器 内。如果操作者在机床上对程序进行了优化，那么他便将新的程序通过网络再送回服务器或者工艺和NC编程部门。由此确保始终提供NC程序的现行版本，并可以 为所有参与编程和工艺制订的员工使用。

用CBN硬铣

对于洗澡用具来说，Ettenheim的设计人员和模具制造 者开发了钢制模具。它几乎完全是硬加工而成的。只有铣刀无法到达的、带有小的过渡圆角的部分还用电火花加工。铣削后只需略作手工抛光，以便产生铮亮的表 面。这里硬铣首先具有精度高的优点。

为了确保在注塑时或轻金属压铸时模具在分型面处保持密封，在加工以后这一部位的精度必须高于 0.01mm。在尺寸较小的注塑模中精度必须保持在5µm至3µm范围内。这只有用硬铣才能达到。

这种方法还有这样的优点，即在铣削 时直接形成硬的、封闭表面。取消了为去除因电火花加工后形成的所谓软化层所进行的昂贵的、大多是手工的后续加工。

用带有立方氮化硼 (CBN)刀片的铣刀精加工钢模。图2中所示的铣刀加工碎硬的铸钢时，能在切削速度为600m/min，单齿进给量高达0.2mm的条件下精加工。因此， 模具制造
者推荐可用比普通刀具高的切削速度和单齿进给量进行加工。经验表明这样将达到更长的使用寿命和更好的表面质量。因为CBN刀片易崩裂，必 须尽可能选择连续的。不中断的切削的铣削方案。在精铣和硬铣大表面三维形面时，一般是很容易实现的。

图 1硬铣过的淋浴器喷嘴柄钢模

图 2 用于模具和工具制造的带PCD和CBN镀层的铣刀

图3 Mikron公司用于硬铣石墨及铜电极加工的HSM700高速切削铣床

Lahr公司的CBN刀具可以提供直径3mm至 32mm的环面和球头铣刀。直径12mm以下的圆柱形刀柄由硬质合金制成。这在高速铣削时特别合适，因为一方面硬质合金吸振性好，另一方面在撞刀时刀具脆 性断裂，减小刀具碎片四处飞射的危险。

小直径环面铣刀特别适合于铣削窄而深的沟槽和小的圆角。对于高的表面质量和安全的铣削来说，起 决定性作用的是短的悬伸长度和装夹在精细平衡过的刀杆内(HSK-E)。铣刀安装在液压拉紧或热收缩夹头内。这在径向跳动精度很高的情况下能可靠地传递大 的扭矩。

用聚晶金刚石铣削石墨零件

Ettenheim的模具制造厂利用相同尺寸的带有聚晶金刚石(PCD)刀片 的刀具铣削石墨电极。用硬质合金刀具铣削石墨时，在短时间内或者在较短的切削行程以后，刀刃就已经严重磨损。因此，在铣削一批20件石墨电极时必须较早地 并要经常地更换铣刀。另外，由于刀具切削刃的磨损会导致超过0.01mm的形状误差和几何误差。

因此，许多工艺专家用 PCD铣刀在瑞士 Mikron Nidau公司生产的高速切削铣床上铣削石墨电极。采用PCD铣刀的主要原因是聚晶金刚石刀具在铣削石墨时有很高的耐磨性。因此，现在可以不用换刀就能一 次加工20件牙刷电极。其中由于刀刃磨损所引起的形状和几何误差保持在小于0.01mm的范围内。

与硬质合金刀具相比，PCD铣刀可 以达到10倍的使用寿命。与目前常用的实体硬质合金的铣刀相比减少5至7次换刀。加工时间只有目前的三分之一至四分之一。可以在700m/min的切削速 度和0.2mm至0.25mm单齿进给量的情况下精铣石墨电极。高速切削铣床精铣一个电极需要约25 分钟。

机床具备一个带PC的数 控系统。10M字节的贮存容量可以贮存很多任意曲面的NC程序。只有1ms的语句更换时间使得有可能在很高的进给速度时铣削。通过计算机操作系统，数控系 统可以通过企业内部网络与其他计算机直接交换数据。标准化的工件安装和在交换工作台上的多工件夹紧有利于缩短辅助时间和准备时间。

尽 管PCD刀具费用较高，Ettenheim的模具制造厂用这种刀具加工还是比较经济。可以取消硬质合金刀具的刃磨和与此有关的场地费用。PCD刀刃非常锋 利，也就是说没有刀棱圆角。这使得精加工可以达到所要求的小于0.01mm的尺寸和几何形状精度，而不需要费用高昂的后续手工加工，通过采用PCD和 CBN刀具加工时间总共可以降低到目前的三分之一至四分之一。

本文作者:孙季初(编译)

 

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目前，PCBN刀具的应用相当普遍，而CBN成形磨削由于设备、刀具的经 济性，普及面不广。如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，杭齿实现了满足产品零件精度要求的 CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

    CBN是立方氮化硼英文名称(CubicBoronNitride)的缩写，它是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料，广泛地用于机械加工工业。 各工业发达国家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。

    专家研究表明：当温度达到700℃左右时，金刚石的硬度会有较明显的下降趋势，而 CBN材料仍能保持相当的硬度。这说明CBN的热稳定性(红硬性)明显优于金刚石。由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用，因此，由纯碳元素组成 的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。而CBN由硼、氮两种元素组成，高温时不容易和铁系金属发生化学反应，CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为 了可能。

    我公司从1996年开始批量生产重型汽车变速器，涉及的部分典型零件经过渗碳淬火，表面硬度为HRC58～63。为了达到零件设计要求，迫切需要应用 CBN刀具来解决传统工艺方法中遇到的加工难题。

    在工作实践中，我公司对CBN刀具的应用主要体现在两方面：一是采用PCBN刀具车削淬硬钢实现“以车代磨”工艺；二是采用自制CBN磨轮实现CBN成形 磨削的工业应用。

    应用PCBN刀具实现“以车代磨”

    PCBN是聚晶立方氮化硼英文名称 (PolycrystallineCubicBoronNitride)的缩写。由PCBN刀具坯料经过切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切 削性能，主要表现在以下几个方面：

    高硬度和耐磨性

    CBN的硬度仅次于金刚石，对于可切削黑色金属的刀具材料来说，PCBN刀具的硬度最高。PCBN刀具的耐磨性可以达到涂层刀具和陶瓷刀具的5～10倍， 因此，使用PCBN刀具能够明显减少生产加工中的换刀次数，提高被加工工件的精度与互换性，缩短产品生产周期。

    良好的导热性和热稳定性

    PCBN刀具在800℃时的硬度仍高于硬质合金刀具和陶瓷刀具的常温硬度，在 1200℃时仍能保持较高的硬度，而且随着温度的升高，其导热系数也随之升高。因此，PCBN刀具能够很好地满足硬态切削、高速切削和干切削时的恶劣加工 条件对刀具材料的要求。

    高的化学稳定性

    由于CBN的化学惰性特别大，在1200～1300℃时也不会与Fe、Ni、Co 等元素发生化学反应，所以PCBN刀具在切削加工时的化学磨损相对于其它刀具材料较小，可用于加工各种材料的工件。

    较低的摩擦系数

    CBN与不同材料间的摩擦系数为0.1～0.3，而且随着切削速度的提高，PCBN的摩擦系数呈减小趋势，从而使切削力减小，减少切削时的刀屑粘结现象， 有利于提高加工精度以及表面质量。

    我公司重型汽车变速器中的二轴部件因功能、结构的需要，二轴的多档花键沉割槽、各挡圈槽侧面轴向尺寸精度高，公差范围为 plusmn;0.03～±0.10mm，且均有较苛刻的端面跳动和表面粗糙度要求。零件采用 20CrMnTiHA3材料，渗碳淬火，表面硬度为HRC58～63。由于材料稳定性、热处理技术水平等方面原因，零件在热后往往有较大的变形量。为了达 到设计要求，传统工艺方法往往通过磨削来实现零件热后的精加工工序。该轴形状较复杂，普通磨削设备难以满足加工要求，必须引进专用磨床。但此类设备在国内 外较少生产，而且价格高昂，适用性方面也不理想。

    经技术资料检索、设备调研和经济技术分析，我们认为硬切削工艺的综合经济指标优于磨削工艺。于是，最终决定采用PCBN刀具硬切削(如图2所示)，实现 “以车代磨”。

    由于硬切削要求加工机床的刚性好、基础稳定、工作轴运动精度高，我们选用了长城机床厂的CK7820数控车床。

    硬切削的切削力较大，切削温度较高，为保证加工精度、表面质量及刀具寿命，通过多次切削试验，我们选择了合适的PCBN刀具和冷却润滑液，确定了合适的切 削参数，积累了实用的加工经验。

    “以车代磨”工艺在我公司重型汽车变速器批量生产中的应用，解决了传统工艺难以实现的加工难题，生产效益显著。另外，“以车代磨”工艺产生的切屑可回收处 理，不象传统磨削工艺产生的特殊垃圾难以处理。因此，新工艺的应用对保护环境也是十分有利的。

    CBN成形磨削工业应用

    CBN砂轮可以高效高质量地高速磨削金属工件，在德国乃至欧洲的磨床上已得到了广泛的应用。应用CBN砂轮的磨削速度已接近于声速，从而大大提高了生产效 率。由于CBN砂轮的损耗非常小，其成型磨削的精度极易保证。但是，CBN砂轮的制作技术却制约着高速磨削技术的发展。因此，如何高精度地制作CBN砂轮 成为了高速磨削技术的关键。

    我公司近年来引进的HOFFLERHELIX400、 Gleason®245TWGThreadedWheelGrinder等高端数控磨床均能很好地实现CBN砂轮成形磨削工艺，但由于综合成本高昂，同类 设备的总体数量又不多，难以形成经济的规模加工能力。

    我公司自1996年开始批量生产重型汽车变速器时，其中的中间轴由于结构限制，一端齿宽125mm的直齿无法使用普通磨齿设备磨削。为此，我们分析了该零 件的精度要求和现有设备的可用性，提出了一种比较经济的CBN砂轮成形磨削工艺 (如图3、4所示)。首先，我们利用公司内部现有的高精度CNC车床、CNC磨床突破了CBN砂轮基体的加工难题。然后，工艺部门的工程师通过技术文献检 索和技术试验，较好地掌握了CBN镀覆技术(TheElectroplatingProcess)。此外，CBN砂轮的重镀与翻新技术 (TheReplatingandRefurbishment)在保持砂轮重复使用精度的条件下，也保证了砂轮基体的高利用率，降低刀具制造成本。第三， 我们通过改造M8612A花键轴磨床作为专用磨床，节省了高昂的设备投资。第四，通过工艺实验，选用适当的矿物油作为冷却润滑液，并确定了合适的切削参 数。

    通过上述工作，我们实现了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用。在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面，我们现有的工艺均具有较 好的经济性。

    结论

    PCBN刀具应用目前是相当普遍的，CBN成形磨削由于设备、刀具的经济性，普及面不广。我公司的CBN成形磨削虽然是因陋就简的“土办法”，却具有较好 的经济性。国外进口CBN磨轮、CNC设备的优越性当然是无法回避的，所以我在本文中的叙述更多地强调了“满足产品零件精度要求”的“实用”型工业应用。

    尽管我们在实践中取得了进步，但实际生产中仍然存在许多不足，主要表现在以下四方面。

    合理使用PCBN刀具，准确判断PCBN刀具的耐用度是关键。

    有关文献要求在PCBN刀具后刀面磨损标准达0.3～0.5mm(精车时取小值) 时，进行定期重磨为好。但是重磨需要一定的设备和技巧，最好是能引进多功能工具磨床。由于条件所限，我公司目前仍在普通工具磨床上刃磨，就设备、人员技术 素质而言，难以保证刀具的重磨质量；

    PCBN刀具焊接技术仍需提高，目前仍有10％～30％的刀具损坏是由焊接质量不好所引起；

    CBN磨轮使用寿命仍有待于提高，其中CBN镀覆技术的切实提高是关键；

    CBN磨轮基体的制造精度仍不能令人十分满意。

 

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

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豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミ ル

（７）医療用品エン ド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エ ンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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CNC加工知识：CBN刀具材料在数控机床上及不同应用领域的应用。　本 文对PCBN刀具用于高速与超高速切削、硬态干式切削、在数控机床上加工淬火钢加工以及不同应用领域对PCBN刀具材料的要求均有描述。指出，为达到我国 未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关键因素。　　1.引言　　单晶立方氮化硼的颗粒很小，目前人工合成的单晶立方氮化硼的最大粒径为 3mm左右。鉴于培育立方氮化硼大单晶在技术上存在难度，所以，苏联、美国、英国、日本和中国相继研制出聚晶立方氮化硼[1]。

　　聚晶 立方氮化硼可以分为整体PCBN烧结块和带硬合金基体的PCBN复合片。整体PCBN烧结块是由CBN颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN复合片是由 CBN层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性，克服了单晶存在解理面的缺陷，同时，PCBN具有硬质合金基 体的抗冲击韧性[2]。这些优点使聚晶立方氮化硼的应用广泛，特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大作用，被广泛应用于汽车、机床、航空航天、仪器 仪表等制造领域。PCBN刀具可以实现以车代磨，并且刀具寿命比硬质合金刀具提高几十倍到几百倍。随着科技的进步和技术水平的提高，它的应用领域将会不断 扩大。PCBN刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工[3]。

　　2.CNC加工各识，PCBN刀具的应用

　　2.1常用刀具的综合性能 及PCBN刀具的应用范围

　　图1大致说明了几种刀具材料的硬度、耐磨性和韧性、强度的关系，可见理想的刀具材料应位于该图右上角，即应 既具有极高的耐磨性，有利于延长刀具耐用度，同时又具有好的断裂韧性，使得其能够承受大的切削力。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占 60%，镗削占32.5%，端铣占7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬 质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占60%，镗削占32.5%，端铣占 7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀 具，5%替代陶瓷刀具，5%替代磨加工。

　　PCBN已广泛用于数控机床、多用途机床、自动化、专用高速机床、柔性生产单元或柔性生产系 统为基础的自动化生产线，用于各种高硬度材料(如冷热作工具钢、高速钢、轴承钢、粉末冶金钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、 奥氏体软铁等)的切削加工[4]。

　　2.2 不同应用领域对 PCBN刀具材料的要求（CNC加工）

　　图2勾画出了 不同应用领域对PCBN刀具材料的要求。硬质钢的加工对PCBN性能要求的范围最广，这是因为硬质钢成分多样和加工材料量大。

　　图2是 不同的应用领域对PCBN强度、抗磨损性和抗化学摩擦性的要求[5]

　　2.3与应用领域相对应的PCBN材料的组成

　 　2.4.PCBN刀具的高速与超高速切削

　　现代切削加工技术的发展趋势是切削加工的高速、超高速发展。高速、超高速加工技术是指采用 超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不 同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切削速度范围为:铝合金巳超1600m/min，铸铁1500m/min，超耐热镍合金达 300m/min，钛合金达150~1000m/min，纤维增强塑料为 200~9000m/min。各种切削工艺的切削范围:车削为7007000m/min，铣削为300~6000m/min，钻削为200~1100m /min，磨削为250m/s以上。因此，对刀具适用性和使用寿命提出了更高的需求，而PCBN刀具是迄今世界上最能满足这一要求的首选刀具。

　 　高速切削是一个相对的概念，通常认为，高速加工时切削速度要比常规切削高5~10倍以上。高速切削时随切削速度的提高，切削力降低，切削温度的增加逐渐 缓慢，可以提高生产效率和加工质量，降低制造成本，加快产品的开发周期。一般来说，切削力降低15%~30%以上，表面质量提高1~2级，切削速度和进给 速度提高15%~20%，可降低制造成本10%~15%[6]。

　　高速切削现已广泛用于航天航空、汽车和摩托车、模具、机床等工业中的 钢、铸铁、有色金属及其合金、高温耐热合金以及碳纤维增强塑料等材料的加工，其中以铝合金和铸铁的高速加工最为普遍。而高速切削是指刀具切削刃相对于零件 表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍，主要体现在刀具快进、快切、快退三个环节上。

　　2.5 PCBN刀具的硬态干式切削

　　人们普遍认为PCBN刀具硬态干式切削，一方面可以充分发挥刀具优秀的切削性能和金属软化作用，另一方面 加工过程中省去了切削液的使用(通常切削液占加工总成本的16%~20%左右)，为企业带来巨大的经济效益，而且有利于环境保护和工人身体健康，是一种较 为理想的加工方法。

　　然而在干切削带来众多优点的同时，也应看到，干切削加工时的恶劣环境，使工件与刀具都承受着高机械载荷和高热载 荷，工件表面质量必然会受到切削温度的影响，因此要想使干切削技术完全被人们所接受，为了降低表层和亚表层缺陷，获得更好的加工表面质量，适当的冷却润滑 是必要的[7]。

　　Kennametal推出了一种新型的、高耐磨性的、有涂覆膜的PCBN，其型号为KB9610。高速加工硬材料 时，其切削速度至少能提高 20%，因此可获得高的生产率。

　　KB9610的硬质合金基体上的PCBN含有低浓度的CBN，PCBN上 涂有多层铝合金层，这种产品完全可以防止化学磨蚀并且耐高温，KB9610主要用于连续精加工和半精加工淬火材料(HRC>45)、硬的涂层和冷硬 铸铁，吃刀量可达0.5mm[8]。

　　2.6 PCBN刀具用于淬火钢加工

　　用 PCBN刀具实施硬度切削工艺可改变传统切削—淬火—磨削的制造工序，能有效地提高生产效率和降低能量消耗[9]。虽然PCBN刀具在淬硬钢的切削加工中 具有很多优势，但国内没有推广使用这种新型超硬刀具材料，最重要的原因是工厂缺乏对PCBN刀具切削性能和使用技术的了解。

　　PCBN 刀具切削淬硬钢时切削力的特征及其变化规律是衡量PCBN刀具切削性能的重要指标之一。冯吉福，吕智等指出，PCBN刀具切削淬硬高速钢时切削力与切削深 度呈线性上升的关系;主切削力和轴向力和进给量也呈线性上升关系;主切削力和轴向力随切削速度增大而降低;切削深度减小时切削形态从锯齿形切屑向带状切屑 过渡的趋势[10]。

　　2.7 高速切削钛合金

　　钛合金由于高的强度/重量比和较高的抗腐蚀能力，被应用于航空业。 但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性已成为生产中的辣手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在 50m/min 以下，因此，钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题，也是当今研究的热点问题。采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速切削的试验表明，PCBN 刀具加工钛合金TC4与硬质合金刀具相比，有着切削力高、表面粗糙度低和刀具寿命长等特点，并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下，有更长约刀具寿命 和更好的工件加工表面粗糙度。因此，PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工[11，12]。

　　3.结语

　　上世纪制造 技术的进步可据两个趋势做出终肯的总结:一是所达到的精度呈指数级增产，二是每隔10年生产率增长2倍。后一趋势主要是由更硬、熔点更高的切割工具的使用 产生的。在过去的25年中，PCBN的应用在很大程度上大与这一趋势相关联。

　　高效切削已经成为现代制造的主流，而聚晶立方氮化硼刀具 在其中扮演着不可缺少的角色。目前，我国刀具制造业还停留在传统的发展模式上，无法满足现代制造业对高效刀具的需求。

　　超硬材料刀具发 展是现代制造业发展的重要基础。美、德、日等世界制造业的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。超硬材料刀具不但推动制造技术发展进步的重要动力，还是提 高产品质量、降低加工成本的重要手段。

　　今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发起来的先进超硬材料刀具一起共同 推动了加工技术的进步，使制造技术进入了现代制造的新时代。

　　由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认 识，长期以来重主机、轻工具，在发展战略上超硬材料刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国超硬材料刀具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相差甚远。

　　超硬刀具的应用程度将取决于技术和经济两方面的考虑。然而有一点是显而显见的，即朝着具有更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向 发展。随着更耐磨和更难加工工件材料的增多，各类超硬刀具的应用将持续大量增加。亳无疑问，为达到我未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关 键因素。

 

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　　聚晶 立方氮化硼可以分为整体PCBN烧结块和带硬合金基体的PCBN复合片。整体PCBN烧结块是由CBN颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN复合片是由 CBN层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性，克服了单晶存在解理面的缺陷，同时，PCBN具有硬质合金基 体的抗冲击韧性[2]。这些优点使聚晶立方氮化硼的应用广泛，特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大作用，被广泛应用于汽车、机床、航空航天、仪器 仪表等制造领域。PCBN刀具可以实现以车代磨，并且刀具寿命比硬质合金刀具提高几十倍到几百倍。随着科技的进步和技术水平的提高，它的应用领域将会不断 扩大。PCBN刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工[3]。

　　2.CNC加工各识，PCBN刀具的应用

　　2.1常用刀具的综合性能 及PCBN刀具的应用范围

　　图1大致说明了几种刀具材料的硬度、耐磨性和韧性、强度的关系，可见理想的刀具材料应位于该图右上角，即应 既具有极高的耐磨性，有利于延长刀具耐用度，同时又具有好的断裂韧性，使得其能够承受大的切削力。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占 60%，镗削占32.5%，端铣占7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬 质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占60%，镗削占32.5%，端铣占 7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀 具，5%替代陶瓷刀具，5%替代磨加工。

　　PCBN已广泛用于数控机床、多用途机床、自动化、专用高速机床、柔性生产单元或柔性生产系 统为基础的自动化生产线，用于各种高硬度材料(如冷热作工具钢、高速钢、轴承钢、粉末冶金钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、 奥氏体软铁等)的切削加工[4]。

　　2.2 不同应用领域对 PCBN刀具材料的要求（CNC加工）

　　图2勾画出了 不同应用领域对PCBN刀具材料的要求。硬质钢的加工对PCBN性能要求的范围最广，这是因为硬质钢成分多样和加工材料量大。

　　图2是 不同的应用领域对PCBN强度、抗磨损性和抗化学摩擦性的要求[5]

　　2.3与应用领域相对应的PCBN材料的组成

　 　2.4.PCBN刀具的高速与超高速切削

　　现代切削加工技术的发展趋势是切削加工的高速、超高速发展。高速、超高速加工技术是指采用 超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不 同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切削速度范围为:铝合金巳超1600m/min，铸铁1500m/min，超耐热镍合金达 300m/min，钛合金达150~1000m/min，纤维增强塑料为 200~9000m/min。各种切削工艺的切削范围:车削为7007000m/min，铣削为300~6000m/min，钻削为200~1100m /min，磨削为250m/s以上。因此，对刀具适用性和使用寿命提出了更高的需求，而PCBN刀具是迄今世界上最能满足这一要求的首选刀具。

　 　高速切削是一个相对的概念，通常认为，高速加工时切削速度要比常规切削高5~10倍以上。高速切削时随切削速度的提高，切削力降低，切削温度的增加逐渐 缓慢，可以提高生产效率和加工质量，降低制造成本，加快产品的开发周期。一般来说，切削力降低15%~30%以上，表面质量提高1~2级，切削速度和进给 速度提高15%~20%，可降低制造成本10%~15%[6]。

　　高速切削现已广泛用于航天航空、汽车和摩托车、模具、机床等工业中的 钢、铸铁、有色金属及其合金、高温耐热合金以及碳纤维增强塑料等材料的加工，其中以铝合金和铸铁的高速加工最为普遍。而高速切削是指刀具切削刃相对于零件 表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍，主要体现在刀具快进、快切、快退三个环节上。

　　2.5 PCBN刀具的硬态干式切削

　　人们普遍认为PCBN刀具硬态干式切削，一方面可以充分发挥刀具优秀的切削性能和金属软化作用，另一方面 加工过程中省去了切削液的使用(通常切削液占加工总成本的16%~20%左右)，为企业带来巨大的经济效益，而且有利于环境保护和工人身体健康，是一种较 为理想的加工方法。

　　然而在干切削带来众多优点的同时，也应看到，干切削加工时的恶劣环境，使工件与刀具都承受着高机械载荷和高热载 荷，工件表面质量必然会受到切削温度的影响，因此要想使干切削技术完全被人们所接受，为了降低表层和亚表层缺陷，获得更好的加工表面质量，适当的冷却润滑 是必要的[7]。

　　Kennametal推出了一种新型的、高耐磨性的、有涂覆膜的PCBN，其型号为KB9610。高速加工硬材料 时，其切削速度至少能提高 20%，因此可获得高的生产率。

　　KB9610的硬质合金基体上的PCBN含有低浓度的CBN，PCBN上 涂有多层铝合金层，这种产品完全可以防止化学磨蚀并且耐高温，KB9610主要用于连续精加工和半精加工淬火材料(HRC>45)、硬的涂层和冷硬 铸铁，吃刀量可达0.5mm[8]。

　　2.6 PCBN刀具用于淬火钢加工

　　用 PCBN刀具实施硬度切削工艺可改变传统切削—淬火—磨削的制造工序，能有效地提高生产效率和降低能量消耗[9]。虽然PCBN刀具在淬硬钢的切削加工中 具有很多优势，但国内没有推广使用这种新型超硬刀具材料，最重要的原因是工厂缺乏对PCBN刀具切削性能和使用技术的了解。

　　PCBN 刀具切削淬硬钢时切削力的特征及其变化规律是衡量PCBN刀具切削性能的重要指标之一。冯吉福，吕智等指出，PCBN刀具切削淬硬高速钢时切削力与切削深 度呈线性上升的关系;主切削力和轴向力和进给量也呈线性上升关系;主切削力和轴向力随切削速度增大而降低;切削深度减小时切削形态从锯齿形切屑向带状切屑 过渡的趋势[10]。

　　2.7 高速切削钛合金

　　钛合金由于高的强度/重量比和较高的抗腐蚀能力，被应用于航空业。 但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性已成为生产中的辣手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在 50m/min 以下，因此，钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题，也是当今研究的热点问题。采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速切削的试验表明，PCBN 刀具加工钛合金TC4与硬质合金刀具相比，有着切削力高、表面粗糙度低和刀具寿命长等特点，并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下，有更长约刀具寿命 和更好的工件加工表面粗糙度。因此，PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工[11，12]。

　　3.结语

　　上世纪制造 技术的进步可据两个趋势做出终肯的总结:一是所达到的精度呈指数级增产，二是每隔10年生产率增长2倍。后一趋势主要是由更硬、熔点更高的切割工具的使用 产生的。在过去的25年中，PCBN的应用在很大程度上大与这一趋势相关联。

　　高效切削已经成为现代制造的主流，而聚晶立方氮化硼刀具 在其中扮演着不可缺少的角色。目前，我国刀具制造业还停留在传统的发展模式上，无法满足现代制造业对高效刀具的需求。

　　超硬材料刀具发 展是现代制造业发展的重要基础。美、德、日等世界制造业的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。超硬材料刀具不但推动制造技术发展进步的重要动力，还是提 高产品质量、降低加工成本的重要手段。

　　今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发起来的先进超硬材料刀具一起共同 推动了加工技术的进步，使制造技术进入了现代制造的新时代。

　　由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认 识，长期以来重主机、轻工具，在发展战略上超硬材料刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国超硬材料刀具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相差甚远。

　　超硬刀具的应用程度将取决于技术和经济两方面的考虑。然而有一点是显而显见的，即朝着具有更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向 发展。随着更耐磨和更难加工工件材料的增多，各类超硬刀具的应用将持续大量增加。亳无疑问，为达到我未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关 键因素。

 

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聚晶金刚石（PCD）刀具概述 　　金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展 历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和 美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金 刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。

PCD 刀具的性能特点

金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特 性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的 结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低 于单晶金刚石。但由于 PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。

PCD刀具材料的主要性能指标

①PCD 的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍； 　　②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速； 　　③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力； 　　④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10^-6～1.18×10^-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高； 　　⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。

PCD刀具的应用

工 业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成 果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国DeBeers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会 社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织 进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也 得到了较大发展，DeBeers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。 　　国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制 品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积 极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前，PCD刀具的加 工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀 具主要应用于以下两方面：①难加工有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工有色金属材料时，往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷，而PCD刀具则可表 现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金（对该材料加工机理的研究已取得突破）。②难加工非金属材料的加 工：PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料（CFRP）、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加 工玻璃；目前强化复合地板及其它木基板材（如MDF）的应用日趋广泛，用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。

PCD 刀具的制造技术

PCD刀具的制造过程

PCD刀具的制造过程主要包括两个阶段：①PCD复合片的制造：PCD 复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属）按一定比例在高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而 成。在烧结过程中，由于结合剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、 Co、Ni等为主要成分的结合桥，金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘，还需对烧结成的复合片进行研磨抛 光及其它相应的物理、化学处理。②PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤。

PCD 复合片的切割工艺

由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性，因此必须采用特殊的加工工艺。目前，加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加 工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法，其工艺特点的比较见表1。 　　表1 PCD复合片切割工艺的比较 　　工艺方法－工艺特点 　　电火花加工－高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化，部分金刚石石墨化和氧化，部分金刚石脱落，工艺性好、效率高 　　超声波加工－加工效率低，金刚石微粉消耗大，粉尘污染大 　　激光加工－非接触加工，效率高、加工变形小、工艺性差 　　在上述加工方法中，电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下，利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作 液形成放电通道，并在局部产生放电火花，瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落，从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD复合片 的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响，其中切削速度的合理选择十分关键，实验表明，增大切削速度会降低加工表面质量， 而切削速度过低则会产生“拱丝”现象，并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也会降低切割速度。

PCD刀片的焊接工艺

PCD 复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外，大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊接、真 空钎焊、高频感应钎焊等。目前，投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。在刀片焊接过程中，焊接温度、焊剂和焊接合金的选择将 直接影响焊后刀具的性能。在焊接过程中，焊接温度的控制十分重要，如焊接温度过低，则焊接强度不够；如焊接温度过高，PCD容易石墨化，并可能导致 “过烧”，影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。在实际加工过程中，可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度（一般应低于700℃）。国外 的高频焊接多采用自动焊接工艺，焊接效率高、质量好，可实现连续生产；国内则多采用手工焊接，生产效率较低，质量也不够理想。

PCD 刀片的刃磨工艺

PCD的高硬度使其材料去除率极低（甚至只有硬质合金去除率的万分之一）。目前，PCD刀具刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂 轮进行磨削。由于砂轮磨料与PCD之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用，因此其磨削规律比较复杂。对于高粒度、低转速砂轮，采用水溶性冷却液可提 高PCD的磨削效率和磨削精度。砂轮结合剂的选择应视磨床类型和加工条件而定。由于电火花磨削（EDG）技术几乎不受被磨削工件硬度的影响，因此采用 EDG技术磨削PCD具有较大优势。某些复杂形状PCD刀具（如木工刀具）的磨削也对这种灵活的磨削工艺具有巨大需求。随着电火花磨削技术的不断发 展，EDG技术将成为PCD磨削的一个主要发展方向。

PCD刀具的设计原则

合理选择PCD 粒度

PCD粒度的选择与刀具加工条件有关，如设计用于精加工或超精加工的刀具时，应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、细晶粒的PCD。粗晶粒 PCD刀具则可用于一般的粗加工。PCD材料的粒度对于刀具的磨损和破损性能影响显著。研究表明：PCD粒度号越大，刀具的抗磨损性能越强。采用 DeBeers 公司SYNDITE 002和SYNDITE025两种PCD材料的刀具加工SiC基复合材料时的刀具磨损试验结果表明，粒度为2μm的SYNDITE002PCD材料较易磨 损。

合理选择PCD刀片厚度

通常情况下，PCD复合片的层厚约为0.3～1.0mm，加上硬质合金层后的总厚度约为 2～8mm。较薄的PCD层厚有利于刀片的电火花加工。 DeBeers公司推出的0.3mm厚PCD复合片可降低磨削力，提高电火花的切割速度。PCD复合片与刀体材料焊接时，硬质合金层的厚度不能太小，以避 免因两种材料结合面间的应力差而引起分层。

刀具几何参数与结构设计

PCD刀具的几何参数取决于工件状况、刀具材料与 结构等具体加工条件。由于PCD刀具常用于工件的精加工，切削厚度较小（有时甚至等于刀具的刃口半径），属于微量切削，因此其后角及后刀面对加工质量有明 显影响，较小的后角、较高的后刀面质量对于提高PCD刀具的加工质量可起到重要作用。 　　PCD复合片与刀杆的连接方式包括机械夹固、焊接、可转位等多种方式，其特点与应用范围见表2。 　　表2 PCD复合片与刀杆连接方式的特点与应用 　　连接方式－特点－应用范围 　　机械夹固－由标准刀体及可做成各种集合角度的可换刀片组成，具有快换和便于重磨的优点－中小型机床 　　整体焊接－结构紧凑、制作方便，可制成小尺寸刀具－专用刀具或难于机夹的刀具，用于小型机床 　　机夹焊接－刀片焊接于刀头上，可使用标准刀杆，便于刃磨及调整刀头位置－自动机床、数控机床 　　可转位－结构紧凑，夹紧可靠，不需重磨和焊接，可节省辅助时间，提高刀具寿命－普通通用机床

PCD刀具的切削参数与失效机 理

PCD刀具切削参数对切削性能的影响

切削速度

PCD刀具可在极高的主轴转速下进行切削加工，但切削速度 的变化对加工质量的影响不容忽视。虽然高速切削可提高加工效率，但在高速切削状态下，切削温度和切削力的增加可使刀尖发生破损，并使机床产生振动。加工不 同工件材料时，PCD刀具的合理切削速度也有所不同，如铣削Al2O3强化地板的合理切削速度为 110～120m/min；车削SiC颗粒增强铝基复合材料及氧化硅基工程陶瓷的合理切削速度为30～40m/min。

进给量

如 PCD刀具的进给量过大，将使工件上残余几何面积增加，导致表面粗糙度增大；如进给量过小，则会使切削温度上升，切削寿命降低。

切 削深度

增加PCD刀具的切削深度会使切削力增大、切削热升高，从而加剧刀具磨损，影响刀具寿命。此外，切削深度的增加容易引起PCD刀具崩刃。 　　不同粒度等级的PCD刀具在不同的加工条件下加工不同工件材料时，表现出的切削性能也不尽相同，因此应根据具体加工条件确定PCD刀具的实际切削参 数。

PCD刀具的失效机理

刀具的磨损形式主要有磨料磨损、粘结磨损（冷焊磨损）、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等。 PCD刀具的失效形式与传统刀具有所不同，主要表现为聚晶层破损、粘结磨损和扩散磨损。研究表明，采用PCD刀具加工金属基复合材料时，其失效形式主要为 粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬度、高脆性材料时，PCD刀具的粘结磨损并不明显；相反，在加工低脆性材料（如碳纤维增强材 料）时，刀具的磨损增大，此时粘接磨损起主导作用。

结语

PCD刀具因其良好的加工质量和加工经济性在非金属材料、有色金属及其 合金材料、金属基复合材料等切削加工领域显示出其它刀具难以比拟的优势。随着PCD刀具的理论研究日益深入及其应用技术的进一步推广，PCD刀具在超硬刀 具领域的地位将日益重要，其应用范围也将进一步拓展。

 

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1引言

     从20世纪80年代开始，由于数控机床的主轴、进给系统等功能部件设计制造技术的突破，数控机床的主轴转速和进给速度均大幅度提高，在现代制造技术全面进 步的推动下，切削加工技术开始进入高速切削的新阶段。目前，高速切削已在模具、航空、汽车等制造业领域得到了大量应用，产生了显著的经济效益，并正向其它 应用领域拓展。     高速切削加工对刀具提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削时，造成刀具损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下因机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、 破碎以及塑性变形等的引起的磨损和破损。因此，对高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐热性、耐磨性、化学稳定性、抗热震性以及抗涂层破裂性能等。陶瓷、 CBN、PCD、金属陶瓷等刀具材料具有良好的耐热性和耐磨性，当其韧性得到改善后，非常适合用于高速切削。先进涂层技术的发展进一步改善了刀具材料的性 能。目前，新型涂层材料和涂层工艺的开发方兴未艾，预示着涂层刀具在高速切削领域将有巨大发展潜力和广阔应用前景。

本文对高速切削加工时 陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具的磨损机理进行了综合评述，对刀具的磨损形态和磨损寿命进行了分析，这些研究将有益于实际 生产加工中对高速切削刀具的合理选用与磨损控制。
    2高速切削刀具的磨损形态
    高速切削时，刀具的主要磨损形态为后刀面磨损、微崩刃、边界磨损、片状剥落、前刀面月牙洼磨损、塑性变形等。
    后刀面磨损是高速切削刀具最经常发生的磨损形式，可看作是刀具的正常磨损。后刀面磨损带宽度的加大会使刀具丧失切削性能，在高速切削时常采用后刀面上均匀 磨损区宽度VB值作为刀具的磨损极限。
    微崩刃是在刀具切削刃上产生的微小缺口，常发生在断续高速切削时，通过选用韧性好的刀具材料、减小进给量、改变刀具主偏角以增加稳定性等措施，均可减小微 崩刃的发生概率。通常只要将刀具微崩刃的大小控制在磨损限度以内，刀具仍可继续切削。

边界磨损发生在刀具后刀面的刀?工接触边缘处，形状 通常为一狭长沟槽，因此也称为沟槽磨损。高速切削不锈钢、高温合金（如 Inconel718）时刀具容易发生边界磨损，其原因是工件表面的加工硬化使刀? 工接触边界的工件材料硬度最高。加工外圆时，刀?工接触边界的切削速度最高，因此也容易形成边界磨损。此外，用陶瓷刀具高速切削铸铁时也容易发生边界磨 损。
    片状剥落多发生在刀具的前、后刀面上，其原因是刀?屑或刀?工接触区的接触疲劳或热应力疲劳所致。当剥落很小时，被认为是磨损；但在很多情况下，由于疲劳 裂纹源距刀具表面具有一定深度，裂纹扩展后所形成的剥落块往往大于刀具的磨损限度，一旦发生剥落，即可使刀具失效，形成剥落破损。陶瓷刀具端铣钢和铸铁 时，前刀面上经常出现贝壳状剥落；涂层刀具因涂层材料与基体材料粘结强度不够也易发生剥落。
    前刀面月牙洼磨损最常出现在塑性金属的高速切削加工中。塑性变形多发生在切削温度较高而刀具红硬性较差的切削条件下，超硬刀具材料在切削速度很高时也可能 发生塑性变形现象。

3高速切削刀具的磨损机理
    在高速切削加工中，与普通切削加工类似，也存在两个摩擦副：前刀面与切屑间的摩擦副和后刀面与已加工表面间的摩擦副。其中，前者影响刀具前刀面的磨损，后 者影响刀具后刀面的磨损，前、后刀面的磨损均影响刀具寿命。但与普通切削相比，高速切削时刀具与工件的接触时间减少，接触频率增加，切削过程中产生的热量 更多向刀具传递，因此其磨损机理与普通切削有很大区别。
    （1）陶瓷刀具
    陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能及高温力学性能优良、化学稳定性好、不易与金属发生粘结等特点。陶瓷刀具的最佳切削速度通常可比硬质合金刀具高3～10倍， 适用于高速切削钢、铸铁及其合金等。陶瓷刀具用于高速切削时，切削温度可高达800～1000℃甚至更高，切削压力也很大。因此，陶瓷刀具的磨损是机械磨 损与化学磨损综合作用的结果，其磨损机制主要包括磨料磨损、粘结磨损、化学反应、扩散磨损、氧化磨损等。陶瓷刀具的磨损与切削条件密切相关，在高速切削时 以高温引起的粘结磨损、化学反应、氧化磨损和扩散磨损为主。

Al2O3基陶瓷刀具在连续高速切削钢件时，其磨损机制主要为伴有微崩刃的磨 料磨损和粘结磨损；而在高速切削铸铁时，磨损机制主要为磨料磨损。
    用Al2O3/SiCw陶瓷刀具高速加工Inconel718高温合金时，刀具的主要磨损机制为粘结磨损、化学反应和扩散磨损，因此用 Al2O3/SiCw陶瓷刀具加工Inconel718时必须使用切削液（含氯化石蜡的切削液效果更好）。用Al2O3/ZrO2和Al2O3/TiCN 陶瓷刀具加工AISI4337钢时，前刀面与后刀面的磨损机理有所不同：化学反应及塑性变形是前刀面磨损的主要原因；后刀面的磨损机理则是陶瓷颗粒间发生 断裂，导致陶瓷颗粒脱落所致。Al2O3/TiB2陶瓷刀具加工高强钢和淬硬钢时具有较好的耐磨性，且刀具的耐磨性能随着TiB2含量的增加而增强。 Al2O3基陶瓷刀具在高速切削时，刀具表层有时会发生塑性变形现象，这是由于Al2O3与FeO（钢表面氧化产物）或MgO（陶瓷添加剂）反应形成了尖 晶石结构，或者是Al2O3与SiO2、CaO作用形成了低熔点、低硬度的化合物。
    Si3N4基陶瓷刀具高速切削铸铁时的主要磨损机制为化学磨损。虽然化学磨损本身在陶瓷刀具的总磨损量中所占比例一般并不大，但化学作用可使机械磨损的程 度大大加剧，如化学溶解及扩散作用会引起陶瓷表面强度减弱，加剧刀具与工件间的粘结，从而导致严重的粘结磨损和微观断裂磨损。切削钢件时，Si3N4陶瓷 刀具的磨损主要与刀具和工件间的化学作用有关，由于Si3N4颗粒的化学溶解及不断被从玻璃相中拔出，使Si3N4陶瓷刀具表现出很高的磨损率。 Si3N4陶瓷刀具高速切削钢件时的高磨损率主要可归因于以下两种因素：①Si3N4氧化而在刀具表面形成的SiO2层不断被磨去；②SiO2与工件表面 的FeO形成低熔点的共晶混合物。

2）立方氮化硼刀具
    立方氮化硼（CBN）是氮化硼的致密相，聚晶立方氮化硼（PCBN）则是由CBN微粉与少量粘结相（Co，Ni或TiC、TiN、Al2O3）在高温高压 下烧结而成。
PCBN 组织中各微小晶粒呈无序排列状态，因此PCBN硬度均匀，无方向性，具有一致的耐磨性和抗冲击性，并有很高的硬度和耐热性（1300～1500℃）、优良 的化学稳定性和导热性以及低摩擦系数，而且PCBN与Fe族元素亲和性很低，因此它是高速切削黑色金属较理想的刀具材料。PCBN的CBN含量、晶粒尺 寸、粘结相等均会影响其性能：CBN含量越高，PCBN的硬度和导热性也越高；CBN晶粒尺寸越大，其抗破损性越弱，刀刃锋利性越差；采用金属材料Co、 Ni作为粘结相时，PCBN有较好的韧性和导电性，采用陶瓷材料作为粘结相时则具有较好的热稳定性。

PCBN刀具高速切削铸铁时主要发 生化学磨损，导致前刀面出现月牙洼磨损。试验证明，通过改变CBN含量和刀具几何参数，以降低切削温度和减小刀?屑接触长度（时间），可减小化学磨损速 率，避免前刀面月牙洼磨损。一般认为，CBN刀具的磨损是由于切削过程中的高温、高压、切屑与前刀面间的摩擦以及工件材料中有关化学元素与之发生粘结、亲 和而引起的，即其磨损机制主要包括：①氧化磨损和相变磨损。CBN刀具高速切削时的平均切削温度可达 1000～1200℃，在此高温下，即使在常压和空气气氛中也足以使 CBN刀具刀尖区产生氧化、放氮甚至相变。而CBN刀具一经氧化和相变即会丧失其切削能力。②粘结磨损。在一定压力和高温条件下，刀尖与被加工材料接触区 随着切屑不断流出，双方均不断裸露出新的表面。尽管CBN对Fe族元素有较高化学惰性，但对其它元素并非如此，当条件适合时，会使CBN活性增加、惰性降 低，随着与合金元素的亲和倾向不断增加，将导致出现粘结磨损。这种磨损一般表现为微粒脱落，当刀尖区温度高达1200℃左右时，局部CBN颗粒将呈现“半 熔化”状态，从而使粘结磨损大大加剧。③摩擦磨损。工件与刀具之间的高速相对运动会使CBN刀具发生摩擦磨损。④颗粒剥落与微崩刃。由于CBN刀具是由无 数细小的CBN颗粒构成，颗粒之间呈晶界间的精细裂纹连接，且存在不均匀的内应力，因此当高温切屑流摩擦刮研CBN刀尖时，会因工件材料硬度不均或存在硬 质点所产生的微冲击而造成CBN颗粒脱落或产生微崩刃。
    造成CBN刀具磨损的上述多种因素并非只是独立存在、单独作用，而是相互影响、共同加剧，如氧化磨损和相变磨损必然伴随着粘结磨损，并出现摩擦磨损、剥落 磨损和微崩磨损。

（3）金刚石刀具
    金刚石材料可分为天然金刚石和人造金刚石。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数。近年来开发的多种采用化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气 氛钎焊金刚石技术使天然金刚石刀具的制造变得相对容易，从而使天然金刚石刀具在超精密镜面切削领域得到广泛应用。20世纪50年代实现了利用高温高压技术 人工合成金刚石粉后，70年代制造出了金刚石基的切削刀具即聚晶金刚石（PCD）刀具。PCD晶粒呈无序排列状态，不具方向性，因而硬度均匀。PCD刀具 具有高硬度（8000～12000HV）、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数，刀刃非常锋利，可高速切削加工各种有色金属和耐磨性极强的高性 能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材复合材料等。目前正在研究和开发的化学气相沉积（CVD）金刚石主要 有两种形式：一种是在基体上沉积厚度小于30μm的薄层膜（CVD薄膜）；另一种是沉积厚度达1mm的无衬底金刚石厚层膜（CVD厚膜）。

三 种主要的金刚石刀具材料???PCD、CVD厚膜和人工合成单晶金刚石的性能比较结果为：PCD的焊接性、机械磨削性和断裂韧性最高，抗磨损性和刃口质量 居中，抗腐蚀性最差；CVD厚膜的抗腐蚀性最好，机械磨削性、刃口质量、断裂韧性和抗磨损性居中，可焊接性最差；人工合成单晶金刚石的刃口质量、抗磨损性 和抗腐蚀性最好，焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。目前，金刚石刀具是高速切削（2500～5000m/min）铝合金较理想的刀具材料，但在高速切削 钢铁及其合金时却磨损较快，其磨损机理主要是由于碳与铁具有较大亲和作用，尤其在高温下金刚石易与铁发生化学反应，因此它不适于切削钢铁及其合金材料。
    （4）金属陶瓷刀具
    金属陶瓷（即TiC（N）基硬质合金）的主要成分为TiC（碳化钛）、TiN（氮化钛）和TiCN（碳氮化钛）等。TiC（N）基硬质合金包括具有高耐磨 性的TiC+Ni（或Mo）合金、具有高韧性的TiC+WC+TaC+Co合金、以TiN为主体的强韧合金和TiCN+NbC高强韧合金等。与WC硬质合 金相比，金属陶瓷的硬度、强度、韧性、抗塑性变形和抗崩刃性能等均有显著改善，尤其是高温强度、高温硬度、导热性、抗氧化性和抗热震性能得到提高，与钢的 亲和力小，摩擦系数小，抗月牙洼磨损和抗粘结能力强，现已发展成为独立系列的一类刀具材料。近年来开发的高氮含量、具有均匀微细硬质组织的TiC（N）基 硬质合金具有良好的抗磨损性能和抗崩刃性，适于在200～400m/min的高速下切削普通钢和合金钢，也可用于铸铁的精加工。由于TiC的抗粘结、抗扩 散性能较好，所以耐磨性好，但抗塑性变形能力较差，在对高硬材料进行高速切削时常因刀刃的塑性变形而导致刀刃损坏。

5）涂层刀具
    涂层刀具具有很强的抗氧化性能和抗粘结性能，因而具有良好的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。涂层的摩擦系数较低，能有效降低切削时的切削力及切削温度，因而可 大大提高刀具耐用度。TiC涂层的硬度高、耐磨性好，适用于可能产生剧烈磨损的刀具；TiN涂层与被切削金属的亲和力小、润湿性好、抗氧化性强，适用于容 易发生粘结磨损的刀具；Al2O3涂层在高温下具有良好的热稳定性，适用于高速切削时产生大量切削热的刀具。目前应用较广泛的主要是在硬质合金和高速钢刀 体上涂覆不同的氮化物、氧化物和硼化物等，其中氧化铝（Al2O3）、碳氮化钛（TiCN）、氮化铝钛（TiAlN）、碳氮化铝钛（TiAl-CN）等涂 层具有优异的高温性能。WC基、TiC（N）基硬质合金和陶瓷等材料都可作为涂层刀具的基体。
    涂层技术发展很快，目前已从单涂层发展为多涂层。应用较广泛的涂层工艺有化学气相沉积法（CVD法）和物理气相沉积法（PVD法）。PVD法主要用于高速 钢刀具涂层；CVD法和PVD法均可用于硬质合金刀具涂层。PVD法涂层的硬质合金刀具有较好的抗破损性能，适于断续切削，但耐磨性不如CVD法涂层的硬 质合金刀具。目前适用于高速切削的硬质合金涂层刀具的涂层物质主要有采用CVD法的TiCN+Al2O3+TiN、TiCN+Al2O3、TiCN+ Al2O3+HfN、TiN+Al2O3、TiCN等和采用PVD法的TiAlN/TiN复合涂层、TiAlN等。选用不同涂层物质的硬质合金涂层刀具可 以200～400m/min的切削速度加工钢、合金钢、不锈钢、铸铁、合金铸铁等。

近年来开发的氮化碳（CNx）和其它氮化物 （TiN/NbN、TiN/VN等）涂层在高温下具有良好的热稳定性，适合于高速切削。
    日本近年开发的纳米TiN/AlN复合涂层铣刀片的涂层层数达2000层，每层厚度为2.5nm，可在高速下进行切削。涂层刀具用于高速切削时，由于切削 温度较高，可使涂层与基体的结合强度削弱，容易产生剥落、崩碎等损伤。
    4高速切削刀具的磨损寿命
    高速切削时，应根据加工方法和加工要求确定合理的刀具磨损寿命（极限）。影响高速切削刀具磨损寿命的因素较多，如工件材料与刀具材料的匹配、切削方式、刀 具几何形状、切削用量、冷却液、振动等对刀具磨损寿命都有显著影响，其影响规律与具体切削条件有关，应通过切削试验来确定各相关因素对刀具磨损寿命的影响 效应。下面给出几个高速切削加工实例及相应的刀具磨损寿命。

（1）铸铁的高速切削加工
    在铸铁的高速切削加工中，正确选择刀具材料是提高加工效率的关键。适用于高速切削铸铁零件的刀具材料主要有超细晶粒硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼 和涂层刀具等。陶瓷刀具是高速切削铸铁的理想刀具之一，其价格比PCBN刀具低廉得多，其高速切削铸铁的切削性能则远远优于硬质合金刀具。用Sialon 陶瓷刀具和Si3N4陶瓷刀具车削和铣削普通铸铁时，在相同切削条件下，Sialon陶瓷刀具车削时的磨损量较小，而Si3N4陶瓷刀具铣削时的磨损量较 小。这说明Sialon陶瓷刀具适用于高速连续切削，而Si3N4陶瓷刀具适用于高速断续切削。
    （2）淬硬钢的高速切削加工
    在相同切削条件下（切削进给量0.1mm/r，切削深度0.2mm，刀具磨钝标准VB=0.2mm）分别采用P10硬质合金刀具、陶瓷刀具和CBN刀具加 工AISI4340工件材料（硬度60HRC）时，硬质合金刀具的工作寿命最低，这是由于工件材料硬度很高，导致加工时的切削力和切削温度较高，造成硬质 合金刀具迅速磨损、剥离乃至断裂破损。陶瓷刀具和CBN刀具的工作寿命随着切削速度的提高而增加，当达到最大临界值后则开始降低。出现这一现象的原因可能 是当切削速度增加时，刀具粘结层厚度增加，形成一层保护膜，有利于减小刀具磨损，从而提高了刀具寿命；但当切削速度进一步提高时，刀具表面层将变软，容易 被工件材料中的硬质点磨耗掉，从而加剧了刀具磨损，造成刀具寿命迅速降低。

（3）镍基合金的高速切削加工
    选用Si3N4陶瓷刀具和Si3N4-TiC陶瓷刀具（刀具几何参数分别为-5°，-6°；5°，6°；15°，15°；0.8mm）高速车削镍基合金 Inconel718工件（直径150mm，硬度440HV）。切削进给量0.19mm/r，切削深度0.5mm，切削速度30～300m/min，使用 水基冷却液（冷却速度4l/min）。由Si3N4陶瓷刀具的磨损形态和磨损量在切削长度为50m时与切削速度的关系可见，边界磨损量VN的变化较为独 特：当切削速度较低时，VN随切削速度的增加而减小；当切削速度超过100m/min时，VN则随切削速度的增加而增大；当切削速度超过150m/min 时，VN又随切削速度的增加而减小。
后刀面磨损量VB在整个切削速度范围内均小于边界磨损量VN。用添加了TiC的Si3N4-TiC陶瓷刀具 加工Inconel718时，由刀具的磨损形态和磨损量与切削速度的关系可见，刀具的磨损形态和磨损规律与Si3N4陶瓷刀具非常相似，但磨损量小于 Si3N4陶瓷刀具。
    对于高速切削刀具，除应考虑其静态特性外，还应考虑其动态特性。随着刀具悬伸量的不同，可能使刀具系统（刀柄?刀体?刀片等）的固有频率与因每个刀齿切削 不均产生的刀齿宽频带激振的频率（或其谐波分量）一致，从而产生颤振，引起刀具剧烈磨损，甚至发生破损。
    5结语
    本文对高速切削加工时陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具的磨损形态和磨损机理进行了综合评述。不同种类的刀具材料高速切削加 工不同的工件材料时，其磨损形态和磨损机理也各不相同。对影响高速切削刀具磨损寿命的因素进行了综合分析，研究结论对实际加工中高速切削刀具的合理选用及 磨损控制具有指导、参考和借鉴作用。

 

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

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