高速切削加工中刀具材料的选择与应用

高速切削是利用数控机床进行金属加工的一种方式，刀具速度和进给率更快，因此对于刀具材料的要求非常严格。做好刀具材料的选择，是保障高速切削加工质量的关键所在。

刀具是切削加工中最为重要的工具，在很大程度上影响着加工技术的发展。刀具材料的性能指标会对其加工性能、加工能力和加工质量产生直接作用。

目前高速切削加工中使用的刀具材料类型众多，包括硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等，需要依照工件材料、加工情况和性能要求，确定好对刀具材料的要求。

1、硬质合金刀具。硬质合金刀具依照碳化物钨基进行分类，可分为钨钴类、钨钴钛类和添加稀有碳化物类。从满足高速切削加工要求的角度，可以通过在刀具表面涂层的方式来对其力学性能进行改善，而依照是否涂层，又可以将硬质合金刀具划分为涂层硬质合金刀具和未涂层硬质合金刀具。

2、金刚石刀具。金刚石刀具可以分为两种，第一种是单晶金刚石刀具，可以用于超精密切削加工，可供加工的对象包括紫铜、铜合金以及各种贵重金属，其本身具备无晶界的特点，刀具刃口在理论上能够达到原子级别的平滑度和锋利度，切削精度高。

第二种是多晶金刚石刀具，可以将其细分为聚晶金刚石刀具和化学气相沉积金刚石刀具，前者一般用于有色金属、陶瓷、硬质合金以及复合材料的切削加工；后者在材料性能方面接近天然单晶金刚石，一般都是作为其替代品，能够在一定程度上降低成本。

3、立方氮化硼刀具。立方氮化硼材料有着仅次于金刚石的硬度，而热稳定性和化学稳定性还要高于金刚石，能够对淬火钢、高温合金等材料进行加工，可以保持正常的切削加工速度。立方氮化硼刀具有着很多的优点，如加工效率高、产品表面粗糙度好等，在加工过程中不需要用到冷却液，因此具备良好的环境友好性。

4、陶瓷刀具。陶瓷刀具可分为氧化铝基陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷刀具，对比硬质合金刀具，陶瓷刀具的硬度、耐磨性、耐热性、抗弯强度、弹性模量等都要优秀很多，而且其材料本身与金属的亲和力若，即便是在熔融状态下，也不会与金属发生反应，高速切削加工环节基本不会出现磨损、氧化、粘结等问题。