切削自媒体技术交流平台
行业：汽车/重工/航空/模具/3C/医疗等
规模：超万人技术社群
福利1：私信 回复 “技术” 您将获得平台发送的《技术手册》免费-免费-免费
福利2：私信 回复 “第一期” 您将获得 切削之家资料第一期
随着全球环境意识的增强以及环保法规的要求越来越严格，切削液对环境的负面作用也越来越明显。据统计，二十年后，切削液的费用不到工件成本的3%左右，目前，在高生产率的生产企业，切削液的供给，保养及回收处理费用加载一起要占到工件制造成本的13%-17%，而刀具费用仅占2%-5%,。在与切削液有关的总费用中，有22%左右是切削液处理的费用。
干式切削技术就是在这样的历史背景下应运而生，并从九十年代中期以来迅速发展起来，其发展历史至今不过十几年，是先进制造技术的一个前沿研究课题。
干式切削
干式切削是为保护环境，降低成本而有意识地不使用切削液，在无冷却液条件下进行切削加工的机械加工方法。干切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切削液的同时，保证高效率，高产品质量，高的刀具耐用度以及切削过程的可靠性，这就需要用性能优良的切削刀具，机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用，来实现真正意义上的干切削。
切削特点
① 切屑干净洁净无污染，易于回收和处理。
② 省去了切削液传输，回收，过滤等装置及相应的费 用，简化了生产系统，降低了生产成本。
③ 省去了切削液与切屑的分离装置及相应的电气设备，机床结构紧凑，减少占用面积。
④ 不会产生环境污染。
⑤ 不会产生于切削液有关的安全事故及质量事故。
关于刀具
① 刀具应有优异的耐高温性能，可在无切削液条件下工 作。新型硬质合金，聚晶陶瓷和CBN等材料是干式切 削刀具的首选材料。
② 切屑和刀具之间的摩擦系数尽可能小（最有效的方法 是刀具表面涂层），并辅以排屑良好的刀具结构，减 少热量堆积。
③ 干式切削刀具还应具有比湿式切削刀具更高的强度和抗冲击韧性。
刀具材料
1涂层材料
涂层的作用就像一层热屏障，因为它有比刀具基体和工件材料低得多的热传导系数。因此，这些刀具吸收的热量较少，能承受较高的切削温度。无论是车削还是铣削，涂层刀具都允许采用更高的切削参数，而不会降低刀具寿命。
较薄的涂层比厚的涂层在冲击切削时，受温度变化的性能要好，这是因为较薄的涂层应力较小，不易产生裂纹，进行干式切削可以延长刀具寿命高达40%，这就是物理涂层常用来涂圆形刀具和铣刀片的原因。
加工大多数黑色金属时，CVD涂层表现出优异的性能。在CVD加工过程中，沉积温度较高，有助于提高结合强度，并且允许基体中有较高的钴含量，这样刀刃的韧性好，提高抗塑性变形的能力。由于CVD涂层比PVD涂层厚，就要求在它们的刃口出进行钝化，以防止涂层剥落，同时也能有助与提高刀具的抗磨损性能。
2金属陶瓷
金属陶瓷比常规硬质合金能承受更高的切削温度，但是缺乏硬质合金的耐冲击性，在中型到重型加工时的韧性，以及在低速大进给时的强度。但是它在高速干式切削下的耐高温和耐磨性能更好，持续时间更长，加工的工件表面光洁度更好。当用于加工软的和粘性的材料时，它也有较好的抗积屑瘤性能，表面质量很好。金属陶瓷比起涂层好非涂层硬质合金，对断裂和进给引起的压力更敏感。因此，它最好用于高精度工件和表面质量较高时的连续切削加工场合。
3陶瓷
稳定性，可在高温的切削速度下进行加工并持续较长的时间。纯氧化铝可以耐非常高的温度，但是它的强度和韧性很低，，工作条件如果不好，容易破碎，添加氧化铝或氮化钛的混合物，可减低陶瓷对破碎的敏感性，改善其韧性，提高耐冲击性能。另一个提高氧化铝陶瓷韧性的方法是在材料中加入结晶纹理或碳化硅晶须，能一定程度增加陶瓷的韧性，强度和抗热冲击性能。
4CBN
CBN是用非常硬的刀具材料，最适合用于加工硬度高于HRC48的材料，它有极好的高温硬度-高达2000℃，尽管它比陶瓷刀具有较高的冲击强度和抗破碎性能。
CBN具有低的导热系数和高的压缩强度，经受得了由高切削速度和负前角产生的切削热。在切削区由于较高的温度使工件材料软化，有助于切屑的形成。
在干式车削淬硬工件的情况下，由于CBN刀具可以获得较高的精度和表面光洁度，因此常用它取代磨削工序。CBN刀具和陶瓷刀具都适合淬硬车削和高速铣削加工。
6PCD
聚晶金刚石作为最硬的刀具材料，它是耐磨的。将PCD小片焊接到硬质合金刀片上，可增加他的强度和抗冲击性能，其刀具寿命是硬质合金的100倍。
然而，PCD对黑色金属中铁的亲和力，使得这种刀具只能加工非铁材料。另外，PCD不能经受切削区超过600℃的高温，因此，它不能切高韧性，高延展性材料。
PCD刀具特别适用于加工有色金属，特别是对摩擦很厉害的高硅铝合金。采用锋利的切削刃和大前角高效切削这些材料，使切削压力和积屑瘤达到最小。
Q：CBN刀具一般适合加工什么材料？
A：
高硬度铸铁
如高铬铸铁、合金铸铁、镍硬铸铁、白口铸铁均属于高硬度铸铁，典型零部件有轧辊、工业泵等。针对高硬度铸铁常用BN-K1和BN-K10材质，优势显著。
高硬度钢件（硬度HRC45以上）
如高锰钢、高速钢、淬火钢等，典型零部件包括轧臼壁、高速钢轧辊、淬硬齿轮/齿轮轴、轴承、滚珠丝杠、模具等。针对高硬度钢件常用的CBN材质为BN-S10、BN-S20、BN-S200、BN-H10、BN-H21材质等。
普通灰铸铁（HT150/200/250/300等）
如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制动鼓、皮带轮、离合器压盘等均属于灰铸铁件。常用CBN材质为BN-S300和BNK30。
其他难加工材料
如粉末冶金、高温合金材料，及镍基、铁基、钴基等高硬度堆焊/喷焊/激光熔覆/热喷涂材料工件。常见的CBN材质为BN-S300、BN-S200、BDN80等。
更多技术文章欢迎搜索我们自媒体“切削之家”
自媒体：切削之家
注：
福利1：私信 回复 “技术” 您将获得平台发送的《技术手册》免费-免费-免费
福利2：私信 回复 “第一期” 您将获得 切削之家资料第一期
重要的事情说三遍 私信-私信-私信
閱讀更多 切削之家 的文章
