，鈦材料在高溫的條件下一般都表現(xiàn)出刀具材料之間化學(xué)親和性比較強(qiáng)，還有就是高溫下刀具與鈦合金材料容易發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，這些都導(dǎo)致刀具的使用壽命太短。所以鈦合金材料的切削必須注意的兩個(gè)方面，就是保持低的切削溫度和提高刀具或被切削材料的剛度，涂層刀具就是一種提高刀具剛度的辦法。

 

鈦合金切削刀具涂層現(xiàn)狀

由于鈦合金化學(xué)活性高，導(dǎo)熱系數(shù)低導(dǎo)致了切削過程中切削溫度高

，化學(xué)反應(yīng)劇烈，刀具快速失效，造成刀具壽命短，加工成本高的問題。刀具磨損的原因包括機(jī)械摩擦和切削力和切削溫度作用下的物理、化學(xué)反應(yīng)；針對(duì)鈦合金切削加工的困難性，所選的刀具材料必須滿足硬度高、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)大、化學(xué)穩(wěn)定性和紅硬性好的要求。

經(jīng)過業(yè)界試驗(yàn)表明，加工鈦合金效果較好的PCD金剛石刀具

，但因其價(jià)格昂貴，因此限制了大范圍使用加工，而優(yōu)化工藝參數(shù)可以使鈦合金材料的切削加工效率得到一定提高

，但幅度并不大

；高壓切削液、低溫切削及熱管換熱冷卻潤滑方式正在往這個(gè)方向研究

，但目前實(shí)際切削加工中蘇州碩朔精密刀具使用硬度較高的硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具進(jìn)行加工

，結(jié)合物理氣相沉積PVD技術(shù)，采用精細(xì)的TiN涂層的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行鈦合金切削加工較普通合金材質(zhì)加工效果明顯

。其作用如圖1所示

。

 

圖1 硬質(zhì)合金刀具涂層提供的改性作用

傳統(tǒng)切削加工理論認(rèn)為涂層刀具并不能適用于加工鈦合金，這是由于傳統(tǒng)的涂層大多為二元TiC或三元TiCN涂層

，而涂層中的Ti元素極易與工件發(fā)生親和作用而導(dǎo)致刀具快速失效。采用高速鋼基體的CrN和TiCN涂層與未涂層鎢鈷硬質(zhì)合金刀具對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行了切削加工，研究表明CrN涂層刀具的使用壽命要長于TiCN涂層刀具和未涂層硬質(zhì)合金刀具。同時(shí)研究了在同等切削條件下，使用單層TiN涂層和多層的TiN/TiCN/TiN涂層進(jìn)行Ti6A14V鈦合金的切削實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明多層的涂層刀具切削時(shí)產(chǎn)生的溫度要低于單層