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通过增大边缘层的硬度,防止磨粒磨损-切削金相试样镶嵌机 切削材料的开发 由于新的待加工材料的不断开发，为了应对切削加工领域的新挑战，并改良及继续开发已有工艺，需不断开发新的切削材料。 在切削材料开发领域，通常会有材料强度和韧性之间的目标冲突。理想的切割材料需具有高硬度以保护刀具免受或少受摩擦等的磨损；同时还需具有高韧性，以防止刀具过脆而崩碎。然而，由于不能同等程度地提高硬度和韧性，因此这两种特性通常要进行折中处理。 涂层技术 切削刀具的耐磨性以及与之相关的耐用时间，主要受切削力大小和热负荷的影响。切削力和热负荷是由切削面与切屑、切削表面与工件之间的摩擦以及实际的分离过程引起的。为了减少这种影响，延长切削刀具的耐用时间，需要为刀具涂上硬质材料涂层。硬质材料层通常只有几微米厚，并承担以下任务： ①通过高耐热性保护载体基材； ②通过改善滑移性能，降低切削力和切削阻力； ③通过增大边缘层的硬度，防止磨粒磨损。 例如，涂层技术能使相对柔韧的材料拥有高硬度的边缘层，从而把高硬度和高韧性这两个所需的特性结合在一起。硬质材料，例如氮化钦、氮碳化钦、碳化担、氮化铝钦、氮化铝铬或聚晶金刚石以及无定形碳，都可用作涂层材料。 然而，应注意的是，在一些应用中不能使用涂层。例如劳斯莱斯在生产发动机时，为了避免涂层成分扩散到发动机的部件表面，只能使用涂层刀具进行加工余量***大为 0.5 mm的加工。为了将硬质材料涂层应用到载体基材上，在刀具涂层领域主要使用两道工艺，即CVD(化学气相沉积)和PVD(物理气相沉积)。 工艺冷却 在切削加工中另一个起核心作用的关键点是利用不同类型的冷却介质(固态、液态、气态)进行工艺冷却，从而降低工艺温度。可采用多种方法：一方面，可以用一种冷却介质与一个热的物体接触，直接进行冷却；另一方面，可以用介质冲洗来自工艺作业区的炙热碎屑，以此排出切削加工中的大部分热量。此外，冷却介质有润滑作用，可以减少摩擦，从而减少热量的产生。但工艺冷却也会导致不良后果，如热冲击。当刀具温度较高的部分突然被冷却时，会产生热冲击效应，将导致切削刀具损坏。而且，工艺冷却会带来附加成本，因为必须要准备、管理和回收这些冷却介质。此外，许多冷却介质会损害人的健康，对它们进行回收处理会增大环境的负担。
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