機(jī)械加工發(fā)展總趨勢(shì)高效率、高精度、高柔性強(qiáng)化環(huán)境意識(shí)。機(jī)械加工領(lǐng)域，切（磨）削加工應(yīng)用最廣泛加工方法。高速切削切削加工發(fā)展方向，已成為切削加工主流。它先進(jìn)制造技術(shù)重要共性關(guān)鍵技術(shù)。推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)將大幅度提高生產(chǎn)效率加工質(zhì)量并降低成本。

    高速切削技術(shù)發(fā)展應(yīng)用決定于機(jī)床刀具技術(shù)進(jìn)步，其刀具材料進(jìn)步起決定性作用。研究表明，高速切削時(shí)，隨著切削速度提高，切削力減小，切削溫度上升很高，達(dá)到一定值后上升逐漸趨緩。造成刀具損壞最主要原因切削力切削溫度作用下機(jī)械摩擦、粘結(jié)、化學(xué)磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損破損，因此高速切削刀具材料最主要要求高溫時(shí)力學(xué)性能、熱物理性能、抗粘結(jié)性能、化學(xué)穩(wěn)定性（氧化性、擴(kuò)散性、溶解度等）抗熱震性能以及抗涂層破裂性能等。

    基于這一要求，近20多年來，發(fā)展了一批適于高速切削刀具材料，可不同切削條件下，切削加工各種工件材料。 
   
     雖然我們總希望得到既有高硬度以保證刀具耐磨性，又有高韌性來防止刀具碎裂，但目前技術(shù)發(fā)展還沒有找到如此優(yōu)越性能刀具材料，魚于熊掌無法兼得。因此，我們會(huì)實(shí)際按照需要選用更合適刀具材科：粗加工時(shí)優(yōu)先考慮刀具材料韌性：精加工時(shí)優(yōu)先考慮刀具材料硬度。當(dāng)然人們還期待著以超高切削速度進(jìn)行加工而獲得更好效果。下面僅就常見工件材料及刀具相關(guān)情況做如下簡(jiǎn)單介紹。
    
    1鋁合金
    1.1易切削鋁合金
    該材料航空航天工業(yè)應(yīng)用較多，適用刀具有K10、K20、PCD，切削速度2000～4000m/min，進(jìn)給量3～12m/min，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°，刃傾角可達(dá)25°。
    
    1.2鑄鋁合金
    鑄鋁合金根據(jù)其Si含量不同，選用刀具也不同，對(duì)Si含量小于12%鑄鋁合金可采用K10、Si3N4刀具，當(dāng)Si含量大于12%時(shí)，可采用PKD（人造金剛石）、PCD（聚晶金剛石）及CVD金剛石涂層刀具。對(duì)于Si含量達(dá)16%～18%過硅鋁合金，最好采用PCD或CVD金剛石涂層刀具，其切削速度可1100m/min，進(jìn)給量為0.125mm/r。
    
    2鑄鐵
    對(duì)鑄件，切削速度大于350m/min時(shí)，稱為高速加工，切削速度對(duì)刀具選用有較大影響。當(dāng)切削速度低于750m/min時(shí)，可選用涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷：切削速度510～2000m/min時(shí)，可選用Si3N4陶瓷刀具；切削速度2000～4500m/min時(shí)，可使用CBN刀具。鑄件金相組織對(duì)高速切削刀具選用有一定影響，加工以珠光體為主鑄件切削速度大于500m/min時(shí)，可使用CBN或Si3N4，當(dāng)以鐵素體為主時(shí)，由于擴(kuò)散磨損原因，使刀具磨損嚴(yán)重，不宜使用CBN，而應(yīng)采用陶瓷刀具。

    如粘結(jié)相為金屬Co，晶粒尺寸平均為3?m，CBN含量大于90%～95%BZN6000V=700m/min時(shí)，宜加工高鐵素體含量灰鑄鐵。粘結(jié)相為陶瓷（AlN+AlB2）、晶粒尺寸平均為10?m、CBN含量為90%～95%Amborite刀片，加工高珠光體含量灰鑄鐵時(shí)，切削速度小于1100m/min時(shí)，隨切削速度增加，刀具壽命也增加。

    3普通鋼 
    切削速度對(duì)鋼表面質(zhì)量有較大影響，據(jù)研究，其最佳切削速度為500～800m/min。目前，涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、非金屬陶瓷、CBN刀具均可作為高速切削鋼件刀具材料。其涂層硬質(zhì)合金可用切削液。用PVD涂層方法生產(chǎn)TiN涂層刀具其耐磨性能比用CVD涂層法生產(chǎn)涂層刀具要好，因?yàn)榍罢呖珊芎玫乇３秩锌谛螤睿辜庸ち慵@得較高精度表面質(zhì)量。金屬陶瓷刀具目前占市場(chǎng)份額較大，以TiC-Ni-Mo為基體金屬陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性好，但抗彎強(qiáng)度及導(dǎo)熱性差，適于切削速度400～800m/min小進(jìn)給量、小切深精加工：用TiCN作為基體、結(jié)合劑少鉬多鎢金屬陶瓷將強(qiáng)度耐磨兩者結(jié)合起來，用TiN來增加金屬陶瓷韌性，其加工鋼或鑄鐵切深可達(dá)2～3mm。
    4高硬度鋼
    高硬度鋼（HRC40～70）高速切削刀具可用金屬陶瓷、陶瓷、TiC涂層硬質(zhì)合金、PCBN等。金屬陶瓷可用基本成分為TiC添加TiN金屬陶瓷，其硬度斷裂韌性與硬質(zhì)合金大致相當(dāng)，而導(dǎo)熱系數(shù)不到硬質(zhì)合金1/1O，并具有優(yōu)異耐氧化性、抗粘結(jié)性耐磨性。另外其高溫下機(jī)械性能好，與鋼親力小，適合于高速（200m/min左右）模具鋼SKD加工。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工。

    采用陶瓷刀具可切削硬度達(dá)63HRC工件材料，如進(jìn)行工件淬火后再切削，實(shí)現(xiàn)“以切代磨”。切削淬火硬度達(dá)48～58HRC45鋼時(shí)，切削速度可取150～18Om/min，進(jìn)給量O.3～0.4min/r，切深可取2～4mm。粒度1?m，TiC含量20%～30%Al203-TiC陶瓷刀具，切削速度為100m/min左右時(shí)，可用于加工具有較高抗剝落性能高硬度鋼。當(dāng)切削速度高于1000m/min時(shí)，PCBN最佳刀具材料，CBN含量大于90%PCBN刀具適合加工淬硬工具鋼（如55HRCH13工具鋼）。
 
   5高溫鎳基合金 
    Inconel718鎳基合金典型難加工材料，具有較高高溫強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)剪切強(qiáng)度，熱擴(kuò)散系數(shù)較小，切削時(shí)易產(chǎn)生加工硬化，這將導(dǎo)致刀具切削區(qū)溫度高、磨損速度加快。高速切削該合金時(shí)，主要使用陶瓷CBN刀具。碳化硅晶須增強(qiáng)氧化鋁陶瓷100～300m/min時(shí)可獲得較長(zhǎng)刀具壽命，切削速度高于500m/min時(shí)，添加TiC氧化鋁陶瓷刀具磨損較小，而100～300m/min時(shí)其缺口磨損較大。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel718合金加工。一般認(rèn)為，SiC晶須增強(qiáng)陶瓷加工Inconel718最佳切削條件為：切削速度700m/min，切深為1～2mm，進(jìn)給量為O.1～0.18mm/z。氦氧化硅鋁（Sialon）陶瓷韌性很高，適合于切削過固溶處理Inconel718（45HRC）合金，Al203-SiC晶須增強(qiáng)陶瓷適合于加工硬度低鎳基合金。
    
   6鈦合金（Ti6Al6V2Sn）
    鈦合金強(qiáng)度、沖擊韌性大，硬度稍低于Inconel718，但其加工硬化非常嚴(yán)重，故切削加工時(shí)出現(xiàn)溫度高、刀具磨損嚴(yán)重現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)得出，用直徑10mm硬質(zhì)合金K10兩刃螺旋銑刀（螺旋角為30°）高速銑削鈦合金，可達(dá)到滿意刀具壽命，切削速度可高達(dá)628m/min，每齒進(jìn)給量可取O.06～0.12mm/z，連續(xù)高速車削鈦合金切削速度不宜超過200m/min。
    
   7復(fù)合材料
    航天用先進(jìn)復(fù)合材料，以往用硬質(zhì)合金PCD，硬質(zhì)合金切削速度受到限制，而900℃以上高溫下PCD刀片與硬質(zhì)合金或高速鋼刀體焊接處熔化，用陶瓷刀具則可實(shí)現(xiàn)300m/min左右高速切削。
    
     高速切削技術(shù)已成為切削加工主流，加快其推廣應(yīng)用，將會(huì)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。高速切削刀具材料對(duì)發(fā)展應(yīng)用高速切削技術(shù)具有決定性作用。超硬刀具材料（PCD與CBN）、陶瓷刀具、TiC（N）基硬質(zhì)合金刀具（金屬陶瓷）涂層刀具等四大類高速切削刀具材料各有其特性應(yīng)用范圍，它們相互配合，彼此競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)高速切削技術(shù)發(fā)展應(yīng)用。