金属切削加工须满足的要求有哪些

金属切削加工须满足对生产率和加工速度不断提高的要求。加工时产生的摩擦、工件和刀具的磨损是造成生产率损失的主要因素。根据德国摩擦学会的报告，在工业化国家，每年仅由摩擦和磨损造成的损失就占到社会生产总值的大约5%。

刀具涂层可以改善刀具的摩擦和磨损性能，因此在切削加工中必不可少。多年来，表面处理技术提供商一直在开发定制化的涂层解决方案，以提高刀具的耐磨性、加工效率和使用寿命。独特的挑战来自于对以下四个要素的关注与优化：①刀具表面的涂前和涂后处理；②涂层材料；③涂层结构；④涂层刀具综合加工技术。

在切削过程中，一些磨损机理发生在刀具与工件材料的接触区。切屑与切削表面之间的粘结磨损、工件材料中的硬质点对刀具的磨料磨损，以及摩擦化学反应（由机械作用和高温引起的材料化学反应）引起的磨损。由于这些摩擦应力会减小刀具的切削力和缩短刀具的使用寿命，因此它们主要影响刀具的加工效率。

表面涂层可以减小摩擦力的影响，同时，刀具基体材料可对涂层起到支撑作用，并吸收机械应力。摩擦系统性能的改善除了可以提高生产率以外，还能节省材料和降低能源消耗。

涂层对降低加工成本的作用在生产周期中，刀具的使用寿命是一个重要的成本因素。除了其他含义以外，可将刀具寿命理解为机床在需要维护之前能够不间断加工的时长。刀具寿命越长，因生产中断而产生的成本就越低，机床的维护工作也越少。即使在切削温度很高的情况下，使用涂层也可以延长刀具的使用寿命，从而大大降低加工成本。此外，刀具涂层还可以减少对润滑液的需求。这不但可以降低物料成本，而且还有助于保护环境。

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