用於加工鈷合金和鈷鉻鉬合金的刀具材料

在加工操作中，刀具材料是切削過程中最重要的方面，特別是在加工難以切割的材料，如鈦、鈷合金和鈷鉻鉬合金時，在刀具邊緣引起的高熱和機械應力是主要問題。

為了克服這種情況，要求切削工具具備這些特性；高韌性、高溫下的熱硬度、化學和熱穩定性以及良好的抗熱震性。在切割工具的早期發展中，很難找到一個合適的切割工具來滿足上述所有特性。通常情況下，選擇塗層作為最佳解決方案，以提供具有更高的硬度、韌性和高溫下穩定性的非塗層刀具。在高速切削時，刀具磨損成為一個非常重要的因素。

因此，切削工具不僅要保持上述特性，還應該具有較高的抗磨損能力。切削區的高溫會使大部分刀具失去熱硬性，從而縮短刀具壽命，同時也會增加磨損率。因此，被加工材料、刀具材料、切削條件、刀具磨損和冷卻介質是影響切削區產生溫度水準的影響因素。在加工鈷鉻合金等難切削的材料，總是導致難以選擇合適的切削工具。

如果不能選擇正確的刀具材料，可能會由於快速的側翼磨損、缺口磨損、邊緣崩裂、凹坑磨損、塑性變形和刀具失效而降低刀具的加工性能。以前的研究人員在加工鈷超合金材料家族時使用了幾種切削工具材料。這些材料包括無塗層硬質合金刀具，PVD塗層刀具，如TiN/TiCN/Ti、TiN、TiCN/TiAN、TiN/TiCN、AlTiN、TiAlN、TiSiC以及CVD塗層刀具。

鈷合金和CoCrMo合金由於其優良的機械性能，如耐腐蝕、耐磨損、高抗蠕變性、高硬度、耐熱性和優良的生物相容性，在航空和醫療領域越來越受歡迎。

這些材料的加工面臨著許多挑戰和麻煩，主要是由於它們的高強度、高韌性、高耐磨性和低導熱性。基於鈷基和鈷鉻鉬合金的巨大應用，需要進行更多的研究，特別是在傳統的加工過程中，以克服這些材料的不良加工性問題。

硬質合金刀具仍然是最受歡迎的刀具材料，許多研究人員與其他刀具材料如高速鋼、陶瓷和CBN相比。新的冷卻劑策略，如低溫、冷空氣、高壓冷卻劑和帶納米顆粒的MQL，是未來加工這些合金的潛在研究課題之一。對切削溫度、切屑形成、表面完整性、殘餘應力和磨損機制的研究仍然缺乏，為未來的研究提供了巨大的機會，特別是在使用高速加工時。

文章來源：Zaman H A, Sharif S, Kim D W, et al. Machinability of cobalt-based and cobalt chromium molybdenum alloys-a review[J]. Procedia Manufacturing, 2017, 11: 563-570.

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