摘要：综述了高速干切削技术（绿色制造）技术优势，刀具材料的涂层技术。
关键词：高速干切削技术；刀具材料；涂层CVD技术
高速切削是当今世界制造业中一项快速发展的高新技术，在现代工业发达国家，高速切削作为一种新的切削加工理念，被越来越多的机械工程师所认可，而高速切削所带来的高速切削效率和高切削精度，可以满足制造业不断发展的需要。随着科学技术的发展，高速机床与高速切削刀具相继出现，目前高速切削加工在航空航天、模具、汽车等行业已经得到了广泛的应用，并产生了巨大的经济效益。二十世纪九十年代以后，工业发达国家的机械制造业在政府环保立法和降低生产成本的双重压力下，提出了“绿色制造”的新概念。
1高速干切削对刀具的要求
高速干切削既是采用高效率的高速数控加工手段，由此获得高精度、高柔性，同时又限制使用切削液，消除了切削液带来的种种负面影响（如增加成本、污染环境、危害工人健康等），因此它是符合可持续发展要求的先进制造技术。高速切削过程中，大部分的切削热被切屑和刀具承载，其中切屑被快速处理，而刀具却持续承受切削热和切削力，因此要求刀具又很高的红硬性和高温稳定性。不同的切削加工方式对刀具设计提出了不同的要求，干式切削刀具必须满足以下条件：a.刀具材料应具有良好的耐热性和耐磨性；b.切屑与刀具之间的摩擦系数应尽可能小；c.刀具的槽型应保证排屑流畅、易于散热；d.刀具应具有较高的强度和抗冲击韧性。
2高速干切削的散热问题
有效散热是实现干式切削需要解决的关键问题。为尽量减小刀具加工时产生的切削热，刀具几何形状的设计应使刀具具有小的切削力和摩擦力。
干式切削刀具材料必须具有良好的耐高温性能。对于大前角刀具必须采用高硬度材料。目前适合于干式切削加工的刀具材料主要有超细颗粒硬质合金、CBN、PCD、陶瓷和金属陶瓷等。
3刀具涂层技术
在干切削过程中，刀具涂层可起到以下作用：①在刀具与被切削材料之间形成隔离层；②减少摩擦力及摩擦热，提供低摩擦层取代切削液的润滑作用；③提供低导热层，通过抑制从切削区到刀片的热传导来降低热冲击。刀具通过涂层处理，可实现固体润滑，减少摩擦和粘结，使刀具吸收热量减少，可承受较高切削温度。干切削刀具较多采用涂层，涂层厚度在1-5?滋m之间。目前刀具材料及涂层方法层出不穷，如具有低摩擦系数的晶格双硫化合物的高温难熔金属构成的软涂层，高硬度、高热稳定性的金刚石薄膜涂层，以及由多种涂层材料组合构成的纳米级涂层和为被加工材料量身定做的专用涂层等等。它们各自具有不同的切削性能，满足不同的切削要求。在各类涂层中，应用最广的涂层材料氮铝化钛（TiAlN）硬度高达HV3500，工作温度高达799℃，而且有良好的抗化学磨损性能，但自润滑性能较差，如果在TiAlN涂层上面再涂覆一层材料WC/C，将大大改善刀具性能，提高表面加工质量，能有效延长刀具寿命3～4倍。
刀具涂层CVD技术自20世纪60年代出现以来，在硬质合金可转位刀具上得到了极为广泛的应用。在CVD工艺中，气象沉积所需金属源的制被相对容易，可时施TiN、TiC、TiCN、TiBN等单层几多元、多层复合涂层，其涂层与基体结合强度高，涂层厚度薄，可小于7~9um，相对而言，CVD具有更好的耐磨性。20世纪80年代中后期，美国85%的硬质合金刀具都进行了涂层处理，其中CVD涂层占99%，20世纪90年代中期，CVD涂层硬质合金刀具在涂层硬质合金刀具中仍占80%以上。但CVD工艺也有先天性的缺陷：一是工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度下降；二是薄膜内部处于拉应力状态，使用中易导致微裂纹的产生；三是CVD工艺所排放的废气、废液会造成环境污染，与目前提倡的环境污染相抵触，年个因此20世纪90年代中期以后，高温CVD技术的发展受到了一定的制约。真正引起CVD技术发生突变的是20世纪90年代中期新型MT-CVD（中温化学气象沉积）技术的出现。新型MT-CVD涂层技术是以含C/N的有机乙青。MT-CVD涂层刀片适合与高速、高温、大负荷、干式切削条件下使用，其寿命可比普通涂层刀片提高一倍。