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換句話講，他們制造的產(chǎn)品和零件包括能在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于本錢的壓力，最好、更輕而且要制造更廉價。獲得這些目的的一個最佳途徑是經(jīng)過開展和使用新資料，但這些新的和改良的資料通常都難以加工。這種商業(yè)上的動力和技術(shù)上的困難的組合在汽車和航空工業(yè)尤其突出，并已成為有見識的刀具公司研發(fā)部門的首要驅(qū)動力。
 
例如，拿球墨鑄鐵來說，它已成為發(fā)念頭零件和其它汽車、農(nóng)用設(shè)備和機(jī)床產(chǎn)業(yè)上的零件的日益見的材料。這種合金提供較低的出產(chǎn)本錢和良好的機(jī)械機(jī)能的組合。他們比鋼材便宜，而比鑄鐵有更高的強(qiáng)度和韌性。但同時球墨鑄鐵非常耐磨，有快速磨壞刀具材料的傾向。這種耐磨性很大程度上受珠光體含量影響。某一已知球墨鑄鐵的珠光體含量越高，它的耐磨性越好，而且它的可加工性越差。另外，球墨鑄鐵的多孔性導(dǎo)致斷續(xù)切削，這更加降低壽命。 

可以預(yù)計，高硬度和高耐磨的切削材質(zhì)需考慮球墨鑄鐵的高耐磨性。并且事實上材質(zhì)包含極硬的TiC(碳化鈦)或TiCN(碳氮化鈦)的厚涂層在切削速度每分鐘300米時加工球墨鑄鐵被證實通常是有效的。但是跟著切削速度的增加，切屑/刀具結(jié)合面的溫度也在增加。當(dāng)發(fā)生這樣的情況，TiC涂層傾向于和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并軟化，更多的壓力作用在抗月牙洼磨損的涂層上。在這些前提下，但愿有一種化學(xué)不亂性更好的涂層，如Al2O3(固然在較低的速度下不如TiC硬或耐磨)?；瘜W(xué)不亂性比耐磨性更成為一個重要的表現(xiàn)機(jī)能分界的因素，速度和溫度取決于被加工球墨鑄鐵的晶粒結(jié)構(gòu)和機(jī)能。但是通常厚涂層的TiC或TiCN和僅有氧化物的較薄涂層是針對球墨鑄鐵應(yīng)用的，由于今天大部門這類被加工材料的切削速度在每分鐘150到335米之間。對于速度高于每分鐘300米的應(yīng)用，人們對這種材料是滿足的。

為了使這個范圍機(jī)能最優(yōu)，山高研發(fā)和推出了針對球墨鑄鐵加工的材質(zhì)TX150。這種材質(zhì)有一個硬且抗變形的基體，對于加工球墨鑄鐵很理想。它的涂層由一層較厚的很耐磨的碳氮化鈦和一層較薄的抗月牙洼磨損的氧化物涂層，頂面是一薄層TiN。這種涂層運(yùn)用目前工藝水平的產(chǎn)生耐磨性和抗月牙洼磨損需要的CVD涂層的全部硬度而且韌性平滑性增加的中溫化學(xué)氣相沉積(MTCVD)工藝?；w/涂層的組合機(jī)能給予很高的抗塑性變形和刃口微崩能力，使之成為正常速度下加工球墨鑄鐵的理想材質(zhì)。 

涂層陶瓷也表現(xiàn)出能有效加工球墨鑄鐵。在過去，未涂層的韌性較好的諸如氮化硅和碳化硅纖維強(qiáng)化的氧化鋁陶瓷應(yīng)用受工件材料化學(xué)親和性的限制。但是今天通過使用能抵擋切屑變形過程產(chǎn)生高熱量的涂層刀具壽命已經(jīng)顯著增加。而某些早期這個領(lǐng)域的工件加工使用氧化鋁涂層晶須強(qiáng)化陶瓷，今天的多數(shù)研究流動集中于TiN涂層氮化硅。這種涂層能顯著拓寬韌性較好的陶瓷的應(yīng)用范圍。 

航空加工也變化迅速。例如，鎳基低溫合金如幾年前少數(shù)人未聽講過的Rene88如今占到航空發(fā)起機(jī)制造運(yùn)用總金屬量的10~25%。關(guān)于這個有很好的表現(xiàn)和商業(yè)理由。例如，這些熱強(qiáng)合金能添加發(fā)起機(jī)壽命而且允許較小的發(fā)起機(jī)任務(wù)在大飛機(jī)上，那將進(jìn)步熄滅效率并降低運(yùn)營本錢。這些韌性好的資料也把費(fèi)用出現(xiàn)在刀具上。它們的耐熱性招致刀尖上的溫度更高，從而降低了刀具壽命。類似地，這些合金里的碳化物顆粒顯著添加了摩擦，從而延長刀具壽命

作為這些條件改動的后果，已經(jīng)能很稱心地加工很多鈦合金和鎳基合金的硬質(zhì)合金材質(zhì)C-2在使用到當(dāng)今的合金時蒙受切削刃的壓碎和切削深度線處嚴(yán)重的溝槽磨損。但是用最新的細(xì)顆粒硬質(zhì)合金能無效加工低溫合金，刀具壽命失掉進(jìn)步，更重要的是進(jìn)步在低溫合金使用時的牢靠性。

細(xì)顆粒硬質(zhì)合金有比傳統(tǒng)硬質(zhì)合金材質(zhì)更高的緊縮強(qiáng)度和硬度，只是在韌性方面添加大批的本錢。而后果是在低溫合金加工上比傳統(tǒng)硬質(zhì)合金抵抗罕見生效形式更無效。

PVD(物理氣相堆積)涂層也被證明無效加工低溫合金。TiN(氮化鈦)PVD涂層是最早運(yùn)用的并依然是最受歡送的。最近，TiAlN(氮鋁化鈦)和TiCN(碳氮化鈦)涂層也能很好運(yùn)用。過來TiAlN涂層使用范圍和TiN相比限制更多。但是當(dāng)切削速度進(jìn)步后它們是一個很好的選擇，在那些使用進(jìn)步消費(fèi)率達(dá)40%。另一方面，在較低的切削速度下取決于涂層的外表工況TiAlN會招致積屑瘤、隨后的微崩和溝槽磨損。

近來，用于高溫合金應(yīng)用的材質(zhì)已經(jīng)發(fā)展了，這些涂層由幾層組合而成。大量的實驗室和現(xiàn)場測試已經(jīng)論證了這種組合和其它任何一種單一涂層比擬在很寬范圍的應(yīng)用時很有效。因此針對高溫合金應(yīng)用的PVD復(fù)合涂層可能成為硬質(zhì)合金新材質(zhì)研發(fā)持續(xù)的焦點。和MTCVD涂層、涂層陶瓷集合在一起，它們有望成為更有效加工正在研發(fā)的新的更難加工工件材料的主要沖擊氣力。 

包括冷卻液在內(nèi)的題目是刀具制造的科技和貿(mào)易擴(kuò)大工業(yè)化趨勢的另一個領(lǐng)域。北美和歐洲嚴(yán)格冷卻液治理的要乞降最大的三家汽車制造商強(qiáng)制它們的核心供給商取得ISO14000認(rèn)證(ISO9000的環(huán)境治理版本)，這使得冷卻液處理本錢上升。對汽車公司和他們核心供給商來說顯著受歡迎的反應(yīng)之一是在特定的加工應(yīng)用里完全免除冷卻液的使用。這種干加工的新世界給刀具供給商提出了一系列挑戰(zhàn)。 
 

最近，已經(jīng)泛起了一些有關(guān)這個專題揭示速度、進(jìn)給、涂層化學(xué)成分和其它參數(shù)的很充實的綜合性很強(qiáng)的有用的技術(shù)文章。在這里我想集中論述在操縱和貿(mào)易含義上的汽車制造商的新“干加工觀點”。 
 

金屬加工從業(yè)職員能很好理解有關(guān)冷卻液使用的題目，但大多數(shù)不能理解有關(guān)除在刀具-工件接觸面間技術(shù)挑戰(zhàn)(例如排屑)之外的干加工題目。通?？梢杂^察到流出的冷卻液分散切屑，但壓力超過3000磅/英寸2的高速冷卻液也能匡助斷屑，特別是軟且連續(xù)的切屑會引起刀具-工件接觸面上的麻煩。 

采用干切削工藝的零件的后果是機(jī)床比采用濕式加工零件的更熱。你能否允許它們測量前在露天自然冷卻?假如新加工的熱零件常常放到周轉(zhuǎn)箱，降低四周環(huán)境溫度，能否零件充沛冷卻并正好足夠允許精度檢測?還有處置身邊幾十上百的零件會對操作工人添加額定擔(dān)負(fù)。

同許多刀具/工件的技術(shù)成績一同，這些潛在的成績需求陳說能否干加工能行。僥幸地，有很多途徑論述這些成績。例如，緊縮空氣被證明在很多使用里排屑成為成績的場所有成功的反響。

另一個方案是叫做MQL(最小量光滑)的技術(shù)，它由使用替代傳統(tǒng)冷卻液的相當(dāng)大批油霧構(gòu)成。

這是一個公認(rèn)的折中方案，這種最小量技術(shù)會大幅度增加冷卻液的頭疼事，而且在許多使用里加工出的光亮度也很好。這個范疇依然有很多研討在做，而且刀具公司積極參與這樣的研討是相對必要的。假如他們不做將落后于競爭對手，處于不利的位置。

依據(jù)世界上工廠內(nèi)詳細(xì)狀況設(shè)計出別的也許更好的方案。制造業(yè)從業(yè)人員能夠依然會問為什么他們要努力運(yùn)用新開展的技術(shù)替代傳統(tǒng)的曾經(jīng)閱歷數(shù)代人改良進(jìn)步的冷卻液辦法，尤其由于施行干加工或半干加工發(fā)生的實驗和失敗能夠惹起更高的短期刀具本錢。簡明的答案是當(dāng)?shù)镀蠹s占典型加工零件本錢的3%時，冷卻液的本錢(從購置到維護(hù)、貯存、處置)會占零件本錢的15%。

干加工也許不是對每個使用都合適，但象下面討論的其它加工成績一樣，需求從更寬的操作、環(huán)境和商業(yè)角度來評價。能協(xié)助客戶這樣做的刀具公司將有競爭劣勢，而那些不能提供的將不時處于主動位置。

一個能猛烈改動刀具工業(yè)的誘人的新范疇是微型制造，或處置巨大粒子構(gòu)成所需的產(chǎn)品。要談及的關(guān)于刀具微型制造的第一件事是它這里還沒有;第二件要講的事是它并不悠遠(yuǎn)。為什么微型制造和刀具相關(guān)。由于最次要的是顆粒尺寸越小，硬質(zhì)合金資料韌性越好且更耐磨。用納米級顆粒(一些專家定義為小于0.2μm，而其別人堅持納米顆粒要小于0.1μm)制造的硬質(zhì)合金刀具原型曾經(jīng)做好并測試，據(jù)稱耐磨性戲劇性地添加。成績是納米級的硬質(zhì)合金顆粒不能靠粉碎較大的資料構(gòu)成，它們一定得經(jīng)過更小的資料構(gòu)成，而處置分子級粒子還不是一件容易和經(jīng)濟(jì)的事情。

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