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為什么航(hang)空航(hang)天工(gong)(gong)(gong)(gong)業所(suo)用材(cai)(cai)料(liao)(liao)比(bi)通(tong)常用于(yu)汽車工(gong)(gong)(gong)(gong)業的(de)(de)(de)鑄鐵(tie)、鋼(gang)材(cai)(cai)等更難加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)?金屬切(qie)除過(guo)程是工(gong)(gong)(gong)(gong)件材(cai)(cai)料(liao)(liao)由塑性(xing)(xing)(xing)變形(xing)到(dao)斷(duan)裂并形(xing)成(cheng)切(qie)屑的(de)(de)(de)過(guo)程。由材(cai)(cai)料(liao)(liao)學(xue)的(de)(de)(de)標準(zhun)拉伸(shen)試驗獲得的(de)(de)(de)應(ying)力—應(ying)變圖，給出了(le)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在達到(dao)斷(duan)裂或強(qiang)度極限時的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)變形(xing)量，其相關數據可(ke)從(cong)標準(zhun)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)手冊中查到(dao)。各種鋼(gang)材(cai)(cai)根據其不同成(cheng)分和(he)(he)熱處理狀態對應(ying)的(de)(de)(de)可(ke)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)分布(bu)位置。大(da)體(ti)上可(ke)分為普通(tong)碳鋼(gang)、未淬硬(ying)的(de)(de)(de)合金鋼(gang)和(he)(he)淬硬(ying)的(de)(de)(de)合金鋼(gang)。硬(ying)度低、延伸(shen)率大(da)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時產生(sheng)較大(da)的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)變形(xing)，形(xing)成(cheng)長切(qie)屑;相反(fan)，硬(ying)度高、延伸(shen)率小(xiao)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)形(xing)成(cheng)短(duan)切(qie)屑。

材料的單位斷(duan)裂(lie)(lie)能(neng)與斷(duan)裂(lie)(lie)應(ying)力和(he)斷(duan)裂(lie)(lie)應(ying)變(bian)的乘積(ji)成正比(bi)，它是(shi)(shi)材料塑性變(bian)形消耗(hao)的能(neng)量，并在切(qie)屑(xie)形成過程中轉(zhuan)變(bian)為熱(re)量，是(shi)(shi)切(qie)削區的第(di)一個熱(re)源(yuan)。切(qie)削區的第(di)二個熱(re)源(yuan)是(shi)(shi)切(qie)屑(xie)與前刀(dao)面摩(mo)擦產(chan)生的熱(re)，材料的韌性越好，與前刀(dao)面的接觸長度越長，產(chan)生的摩(mo)擦熱(re)也(ye)越多。

航空航天工業用的(de)鈦合(he)金(jin)、鎳基超級合(he)金(jin)(Inconel等)由于具(ju)有很高的(de)強度和(he)韌性，切削時需(xu)要很大的(de)塑性變形能(neng)，并與刀(dao)刃摩擦產生大量切削熱(re)(re)(re)，而它(ta)們很低的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)系(xi)數使熱(re)(re)(re)量集中在切削區和(he)刀(dao)/屑界(jie)面(mian)，對刀(dao)具(ju)壽命造成不利(li)影響(xiang)。因此(ci)，如何有效加工此(ci)類材料是(shi) 對切削加工的(de)極(ji)大挑(tiao)戰。

刀具(ju)(ju)涂層技術是針對切屑(xie)形(xing)成(cheng)過程中(zhong)產生很高(gao)的(de)力和熱(re)對刀具(ju)(ju)造成(cheng)不(bu)利影(ying)響而開發的(de)新技術，根據不(bu)同的(de)應用領域，涂層刀具(ju)(ju)比未涂層刀具(ju)(ju)的(de)壽命可提高(gao)2～10倍。

涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的正確選擇應與工件(jian)材料、切屑變形特性(xing)和切削(xue)條件(jian)相(xiang)匹配，早期開發(fa)的TiN和TiCN涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)仍然適用于在(zai)一般切削(xue)條件(jian)下(xia)(xia)加工碳鋼和合金鋼。但是，隨著切削(xue)速度的提高，就需要采用TiAlN涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)，因為(wei)這種涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)高溫下(xia)(xia)具(ju)有很好的穩定性(xing)。

加工(gong)難(nan)切(qie)削(xue)的(de)(de)航空航天材料時，要(yao)求(qiu)刀具有(you)最(zui)佳的(de)(de)切(qie)削(xue)刃(ren)(ren)設計，包括與切(qie)削(xue)刃(ren)(ren)鋒利性相關的(de)(de)微觀幾何形狀。例如，切(qie)削(xue)刃(ren)(ren)的(de)(de)倒棱(leng)或(huo)鈍(dun)(dun)化，鈍(dun)(dun)化程度在切(qie)削(xue)刃(ren)(ren)全長上有(you)的(de)(de)要(yao)求(qiu)均勻一(yi)致，有(you)的(de)(de)要(yao)求(qiu)有(you)所(suo)變化。典型的(de)(de)鈍(dun)(dun)化圓弧(hu)半徑為0.025mm，以降低刃(ren)(ren)口(kou)應力(li)的(de)(de)集(ji)中程度，更好地保護PVD涂層。

為了(le)更(geng)(geng)好(hao)地(di)加(jia)工難加(jia)工材(cai)料(liao)，材(cai)料(liao)科學家已經(jing)開發了(le)新的(de)涂層(ceng)(ceng)(ceng)牌(pai)號，包(bao)括添加(jia)Si到TiN中(zhong)形成的(de)TiSiN涂層(ceng)(ceng)(ceng)，或在AlTiN涂層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)增加(jia)Al含(han)量，或用(yong)Cr代替Ti開發出(chu)AlCrN涂層(ceng)(ceng)(ceng)，以及具有更(geng)(geng)高(gao)硬度(du)、韌性(xing)和抗高(gao)溫氧化性(xing)能的(de)納(na)米結構涂層(ceng)(ceng)(ceng)。與(yu)未(wei)涂層(ceng)(ceng)(ceng)刀(dao)(dao)具相比，涂層(ceng)(ceng)(ceng)刀(dao)(dao)具可以在其它條件相同(tong)的(de)情況下采用(yong)更(geng)(geng)高(gao)的(de)切削速度(du)和獲(huo)得(de)更(geng)(geng)長的(de)刀(dao)(dao)具壽(shou)命。一些研究成果解釋了(le)在不同(tong)切削條件下涂層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)工作(zuo)機理，開發了(le)耐磨(mo)粒磨(mo)損(sun)、抑制微觀(guan)裂(lie)縫、降(jiang)低摩擦(ca)系數(shu)、形成穩定(ding)的(de)AlCr氧化膜(mo)和更(geng)(geng)好(hao)耐熱性(xing)等多樣化的(de)涂層(ceng)(ceng)(ceng)功能。