面不易引起烧伤和微小裂纹，易于保持工件表面性能的完整性；

（5

）同样金属去除率情况下，硬态切削较磨削节省能源。

通常用于硬态切削的刀具材料有陶瓷、TiC 涂层刀片及 PCBN 刀具材料，但要在较高速
度(1000m/min 以上)下进行硬态车削，PCBN 是最佳刀具材料品种。如在汽车变速箱同步器
套拨叉(材料为 20CrMnTi，硬度为 HRC58～62)加工采用以车代磨后，效率提高 4 倍以上，
加工成本降低为原来磨削工艺的 1/3～1/2。

2.3

进行干切削加工工艺的理想刀具材料

由于经济与环保方面的原因，近几年干切削加工方法已成为机械制造领域中的重点研

究课题。我们首先来看一下湿切工艺由于使用切削液带来的问题：

（1）长期暴露在空气中或切削加工中由切削热造成的切削液雾状挥发，容易污染环

境、危害操作者健康，切削液中的硫、氯等添加剂危害更大，影响加工表面质量；

（2）切削液的使用影响加工成本，据统计，切削液占生产成本的 15%，而刀具费用
仅占 3%～4%

；

（3

）切削液的渗漏、溢出会污染环境，易发生安全、质量事故；

（4

）切削液的传输、回收、过滤等装置及其维护费用较高，增加了生产成本。

由于以上原因，干切削加工工艺已在西方工业发达国家有了相当的应用。由美国
Makino

“

”

公司推荐的红月牙 (Red Crescent)干切工艺，既可以充分发挥刀具的切削性能，

与湿切相比又能大大提高生产率。其机理是由于切削速度很高，产生的热量聚集于刀具前
部，使切削区附近材料达到红热状态，屈服强度下降，进而达到提高切削效率的效果。采
用红月牙干切削工艺的前提条件是在较高切削温度下，被切材料强度有明显下降，变得
易切削，而刀具材料的强度在同样状态下要有较好的红硬性及热稳定性，还要有较好的

耐磨性和抗粘结性。

适用于干切工艺的刀具材料有陶瓷、金属陶瓷、涂层硬质合金及PCBN 刀具材料等等，
但就红硬性和热稳定性来说，PCBN 材料是最适合干切工艺的刀具材料，且由于 PCBN
刀具材料具有上述优点，更适于高速条件下的干式切削加工，用 PCBN 刀具切削灰口铸
铁干切削和湿切削两种情况下的对比可以看出：PCBN 在高速干切情况下，比湿切削具

有更高的刀具寿命。

2.4

适应于自动化加工及难加工材料加工

PCBN 刀具有很高的硬度及耐磨性，能在高切削速度下长时间地加工出高精度零件
（尺寸分散性小），大大减少换刀次数和刀具磨损补偿停机所花费的时间。因此，很适合