换句话讲，他们制造的产品和零件包括能在高速下运转，由于本钱的压力，最好、更轻而且要制造更廉价。获得这些目的的一个最佳途径是经过开展和使用新资料，但这些新的和改良的资料通常都难以加工。这种商业上的动力和技术上的困难的组合在汽车和航空工业尤其突出，并已成为有见识的刀具公司研发部门的首要驱动力。
 
例如，拿球墨铸铁来说，它已成为发念头零件和其它汽车、农用设备和机床产业上的零件的日益见的材料。这种合金提供较低的出产本钱和良好的机械机能的组合。他们比钢材便宜，而比铸铁有更高的强度和韧性。但同时球墨铸铁非常耐磨，有快速磨坏刀具材料的倾向。这种耐磨性很大程度上受珠光体含量影响。某一已知球墨铸铁的珠光体含量越高，它的耐磨性越好，而且它的可加工性越差。另外，球墨铸铁的多孔性导致断续切削，这更加降低寿命。 

可以预计，高硬度和高耐磨的切削材质需考虑球墨铸铁的高耐磨性。并且事实上材质包含极硬的TiC(碳化钛)或TiCN(碳氮化钛)的厚涂层在切削速度每分钟300米时加工球墨铸铁被证实通常是有效的。但是跟着切削速度的增加，切屑/刀具结合面的温度也在增加。当发生这样的情况，TiC涂层倾向于和铁发生化学反应并软化，更多的压力作用在抗月牙洼磨损的涂层上。在这些前提下，但愿有一种化学不乱性更好的涂层，如Al2O3(固然在较低的速度下不如TiC硬或耐磨)。化学不乱性比耐磨性更成为一个重要的表现机能分界的因素，速度和温度取决于被加工球墨铸铁的晶粒结构和机能。但是通常厚涂层的TiC或TiCN和仅有氧化物的较薄涂层是针对球墨铸铁应用的，由于今天大部门这类被加工材料的切削速度在每分钟150到335米之间。对于速度高于每分钟300米的应用，人们对这种材料是满足的。

为了使这个范围机能最优，山高研发和推出了针对球墨铸铁加工的材质TX150。这种材质有一个硬且抗变形的基体，对于加工球墨铸铁很理想。它的涂层由一层较厚的很耐磨的碳氮化钛和一层较薄的抗月牙洼磨损的氧化物涂层，顶面是一薄层TiN。这种涂层运用目前工艺水平的产生耐磨性和抗月牙洼磨损需要的CVD涂层的全部硬度而且韧性平滑性增加的中温化学气相沉积(MTCVD)工艺。基体/涂层的组合机能给予很高的抗塑性变形和刃口微崩能力，使之成为正常速度下加工球墨铸铁的理想材质。 

涂层陶瓷也表现出能有效加工球墨铸铁。在过去，未涂层的韧性较好的诸如氮化硅和碳化硅纤维强化的氧化铝陶瓷应用受工件材料化学亲和性的限制。但是今天通过使用能抵挡切屑变形过程产生高热量的涂层刀具寿命已经显着增加。而某些早期这个领域的工件加工使用氧化铝涂层晶须强化陶瓷，今天的多数研究流动集中于TiN涂层氮化硅。这种涂层能显着拓宽韧性较好的陶瓷的应用范围。 

航空加工也变化迅速。例如，镍基低温合金如几年前少数人未听讲过的Rene88如今占到航空发起机制造运用总金属量的10~25%。关于这个有很好的表现和商业理由。例如，这些热强合金能添加发起机寿命而且允许较小的发起机任务在大飞机上，那将进步熄灭效率并降低运营本钱。这些韧性好的资料也把费用出现在刀具上。它们的耐热性招致刀尖上的温度更高，从而降低了刀具寿命。类似地，这些合金里的碳化物颗粒显着添加了摩擦，从而延长刀具寿命

作为这些条件改动的后果，已经能很称心地加工很多钛合金和镍基合金的硬质合金材质C-2在使用到当今的合金时蒙受切削刃的压碎和切削深度线处严重的沟槽磨损。但是用最新的细颗粒硬质合金能无效加工低温合金，刀具寿命失掉进步，更重要的是进步在低温合金使用时的牢靠性。

细颗粒硬质合金有比传统硬质合金材质更高的紧缩强度和硬度，只是在韧性方面添加大批的本钱。而后果是在低温合金加工上比传统硬质合金抵抗罕见生效形式更无效。

PVD(物理气相堆积)涂层也被证明无效加工低温合金。TiN(氮化钛)PVD涂层是最早运用的并依然是最受欢送的。最近，TiAlN(氮铝化钛)和TiCN(碳氮化钛)涂层也能很好运用。过来TiAlN涂层使用范围和TiN相比限制更多。但是当切削速度进步后它们是一个很好的选择，在那些使用进步消费率达40%。另一方面，在较低的切削速度下取决于涂层的外表工况TiAlN会招致积屑瘤、随后的微崩和沟槽磨损。

近来，用于高温合金应用的材质已经发展了，这些涂层由几层组合而成。大量的实验室和现场测试已经论证了这种组合和其它任何一种单一涂层比拟在很宽范围的应用时很有效。因此针对高温合金应用的PVD复合涂层可能成为硬质合金新材质研发持续的焦点。和MTCVD涂层、涂层陶瓷集合在一起，它们有望成为更有效加工正在研发的新的更难加工工件材料的主要冲击气力。 

包括冷却液在内的题目是刀具制造的科技和贸易扩大工业化趋势的另一个领域。北美和欧洲严格冷却液治理的要乞降最大的三家汽车制造商强制它们的核心供给商取得ISO14000认证(ISO9000的环境治理版本)，这使得冷却液处理本钱上升。对汽车公司和他们核心供给商来说显著受欢迎的反应之一是在特定的加工应用里完全免除冷却液的使用。这种干加工的新世界给刀具供给商提出了一系列挑战。 
 

最近，已经泛起了一些有关这个专题揭示速度、进给、涂层化学成分和其它参数的很充实的综合性很强的有用的技术文章。在这里我想集中论述在操纵和贸易含义上的汽车制造商的新“干加工观点”。 
 

金属加工从业职员能很好理解有关冷却液使用的题目，但大多数不能理解有关除在刀具-工件接触面间技术挑战(例如排屑)之外的干加工题目。通常可以观察到流出的冷却液分散切屑，但压力超过3000磅/英寸2的高速冷却液也能匡助断屑，特别是软且连续的切屑会引起刀具-工件接触面上的麻烦。 

采用干切削工艺的零件的后果是机床比采用湿式加工零件的更热。你能否允许它们测量前在露天自然冷却?假如新加工的热零件常常放到周转箱，降低四周环境温度，能否零件充沛冷却并正好足够允许精度检测?还有处置身边几十上百的零件会对操作工人添加额定担负。

同许多刀具/工件的技术成绩一同，这些潜在的成绩需求陈说能否干加工能行。侥幸地，有很多途径论述这些成绩。例如，紧缩空气被证明在很多使用里排屑成为成绩的场所有成功的反响。

另一个方案是叫做MQL(最小量光滑)的技术，它由使用替代传统冷却液的相当大批油雾构成。

这是一个公认的折中方案，这种最小量技术会大幅度增加冷却液的头疼事，而且在许多使用里加工出的光亮度也很好。这个范畴依然有很多研讨在做，而且刀具公司积极参与这样的研讨是相对必要的。假如他们不做将落后于竞争对手，处于不利的位置。

依据世界上工厂内详细状况设计出别的也许更好的方案。制造业从业人员能够依然会问为什么他们要努力运用新开展的技术替代传统的曾经阅历数代人改良进步的冷却液办法，尤其由于施行干加工或半干加工发生的实验和失败能够惹起更高的短期刀具本钱。简明的答案是当刀片大约占典型加工零件本钱的3%时，冷却液的本钱(从购置到维护、贮存、处置)会占零件本钱的15%。

干加工也许不是对每个使用都合适，但象下面讨论的其它加工成绩一样，需求从更宽的操作、环境和商业角度来评价。能协助客户这样做的刀具公司将有竞争劣势，而那些不能提供的将不时处于主动位置。

一个能猛烈改动刀具工业的诱人的新范畴是微型制造，或处置巨大粒子构成所需的产品。要谈及的关于刀具微型制造的第一件事是它这里还没有;第二件要讲的事是它并不悠远。为什么微型制造和刀具相关。由于最次要的是颗粒尺寸越小，硬质合金资料韧性越好且更耐磨。用纳米级颗粒(一些专家定义为小于0.2μm，而其别人坚持纳米颗粒要小于0.1μm)制造的硬质合金刀具原型曾经做好并测试，据称耐磨性戏剧性地添加。成绩是纳米级的硬质合金颗粒不能靠粉碎较大的资料构成，它们一定得经过更小的资料构成，而处置分子级粒子还不是一件容易和经济的事情。

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