化磨损能力；有较低的摩擦系数，可得到良好的表面粗糙度。陶瓷刀具在高速切削领域表现
出优良的性能，在高速切削加工中占据了举足轻重的地位，其发展空间非常大。随着各种新
型陶瓷刀具材料的使用，必将促进高效机床及高速切削技术的发展，而高效机床及高速切
削技术的推广与应用，又进一步推动陶瓷刀具的使用。
1.3 涂层刀具
刀具涂层技术自从问世以来，对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用，
涂层刀具已经成为现代刀具的标志

.在刀具中的比例已超过 50%。涂层刀具是在韧性较好刀

体上，涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，它将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使
刀具性能大大提高。涂层刀具是在具有高强度和韧性的基体材料上涂上一层耐高温、耐磨损
的材料。涂层材料及基体材料之间要求粘结牢固、不易脱落。涂层刀具可以提高加工效率、提
高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本。根据涂层方法不同，涂层刀具可分为化学。
气相沉积

(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。涂层硬质合金刀具一般采用化学

气相沉积法，沉积温度在

1000

℃左右。涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法，沉积温

度在

500

℃左右；根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速

钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料

(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。在 21 世纪初，

涂层刀具的比例将进一步增加，有望在技术上进一步突破涂层技术，这将全面提高加工黑
色金属的切削水平。此外，纳米级超薄超多层和新型涂层材料的开发应用的速度将加快，涂
层将成为改善刀具性能的主要途径。
1.4 超硬刀具
比陶瓷材料更硬的超硬刀具材料包括单晶金刚石、聚晶金刚石

(PCD)、聚晶立方氮化硼

(PCBN)和 CVD 金刚石等。金刚石具有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度可达 10000HV.是
刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率
高，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量好。能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，
如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑
料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材。

PCBN 是用聚晶立方氮化硼粉末掺入金属或陶瓷结

合剂

(如铝、氧化铝、碳化钛或氮化钛)，经烧结合成再制成金属切削刀具。PCBN 材料包括整

体

PCBN 刀片、硬质合金承托的、全前面 PCBN 刀片和焊有各种 PCBN 刀尖的硬质合金刀片 。

PCBN 刀片切削高合金铸铁较陶瓷刀具可提高生产效率 5 倍以上。我国超硬刀具材料的研究
与应用开始于

70 年代，并于 1970 年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产

厂第六砂轮厂，至

2006 年我国人造金刚石年产量就已达到 15 亿克拉左右，跃居世界上超

硬材料生产大国之首。
2 高速切削刀具材料的选择
2.1 合理确定切削用量
刀具材料确定后

.切削用量选择得是否合理直接影响加工效果，切削用量中的切削速度对刀

具耐用度影响最大，进给量影响次之，切削深度影响最小。因此在合理选择切削用量以提高
生产率时，在加工性质已定的情况下，应当尽量选择大的切削深度，然后根据加工条件和
要求选取允许最大的进给量，最后在刀具耐用度和机床功率限制的条件下，选择的最大的
切削速度，而不应当不加分析地先确定切削速度，因此在实际工作中

.应当按不同切削深度

和进给量的组合去选择切削速度

.进而确定主轴转数。

2.2 匹配加工对象的化学性能
刀具切削加工时的损坏与所加工的工件材料和切削条件密切相关，在不同的切削条件下加
工不同的工件材料时，占主导地位的磨损机制有所不同。材料与加工对象的化学性能匹配问
题主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能参数要相匹
配。具有不同组分的刀具所适合加工的工件材料有所不同，各种刀具材料抗粘结温度高低为：