速切削所需的性能。必要时可以用压缩空气从切削区吹走热的切屑，以取代切削液。

   在干式切削中刀具材料的选用

   1 高速干式切削最好的涂层是氮铝钛
现今，切削液通常不再必要的重要原因是有了涂层。它们通过抑制从切削区到刀片(刀具)
的热传导来减缓温度的冲击。涂层的作用就象一层热屏障，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效的切削参数，而不会降低刀具寿命。

　　涂层厚度在 2 到 18 微米之间，它在刀具性能方面起着重要的作用。较薄的涂层比厚
的涂层在冲击切削时，经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。在快速冷却和加热时，厚的涂层就象玻璃杯极快地加热冷却一样，容易碎掉。
用薄涂层刀片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。PVD 涂层往往涂得比化学涂层要薄，与轮廓结合得较牢固。另外，
PVD 涂层可以在低得多的温度下沉积在硬质合金上，因此，它们更多地应用于非常锋利
的刃口及大的正前角铣刀、车刀。

　　虽然涂层材料氮化钛，在所有涂层刀具中占有 80%。然而在高速干式切削的情况下，
最好的 PVD 涂层是氮铝钛(TiAlN)，它的性能在高温连续切削时，优于氮化钛四倍，例如
用于高速车削。TiAlN 涂层对于处在较高的热应力条件下的刀具，也胜过其它涂层。象干
式铣削及那些小直径孔的深孔钻削切削液难以到达的部位。

　　TiAlN 在切削温度下比 TiN 更硬，且具有热稳定性，PVD 涂层利用了它的抗化学磨
损性能，它的硬度高达维氏 3500 度，它的工作温度高达 1470°F。材料科学家推测：这些
性质可归功于非结晶的氧化铝薄膜，它是当高温时涂层表面中的一些铝氧化后，在切屑/
刀具界面上形成的。

　　这项研究特意选用超薄多层 PVD 涂层，这种沉积过程产生的涂层由上百层组成，每
一层仅有几个纳米厚。而一般的 PVD 涂层的沉积物只有几层微米级厚度的涂层。

　　尽管 PVD 涂层有很多优点，但是对于加工大多数黑色金属，CVD 涂层仍然是更受欢
迎。在 CVD 加工过程中，沉积温度比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处进行钝化，以防止涂层剥落，同时也能有助于提高刀具的抗磨损
性能。允许采用进给量可达 0.035 英寸/转。
CVD 是在刀具上沉积一层有用的氧化铝的过程，这是人们熟知的最耐热和抗氧化的涂层。
氧化铝是不良导体，它把刀具与切削变形而生成的热量隔开，促使热量流到切屑中。这是
一种极好的 CVD 涂层材料，主要用于在干切时使用的硬质合金车刀。它在高速切削时还
能保护基体，是最好的抗磨料磨损和月牙洼磨损的涂层。

　　涂层刀片有较长的刀具寿命，它在干式铣削比湿式铣削更稳定。更高切削速度会使切
削温度进一步升高。例如，在 14000 转/分和 1575 英寸/分的切削速度下干式切削加工铸铁，
能把刀具前面的切削区加热到 600°～700℃。其金属切除率就类似于铣削铝，这时在铸铁