金屬基復(fù)合材料(metal ** trix composite)，簡(jiǎn)稱(MMC)是以金屬及其合金為基體，與一種或幾種金屬或非金屬增強(qiáng)相人工結(jié)合成的復(fù)合材料。其增強(qiáng)材料大多為無(wú)機(jī)非金屬，如陶瓷、碳、石墨及硼等，也可以用金屬絲。是一種難加工的新型復(fù)合材料，如何選擇刀具加工金屬基復(fù)合材料呢？且看下文。

  一、金屬基復(fù)合材料介紹

  1.金屬基復(fù)合材料按金屬或合金基體不同，可分為鋁基復(fù)合材料、鎂基復(fù)合材料、鈦基復(fù)合材料、鎳基復(fù)合材料、銅基復(fù)合材料、高溫合金基復(fù)合材料、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。

  2.金屬基復(fù)合材料按增強(qiáng)體的類別來(lái)分類，可分為顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料（如Al2O3，SiC增強(qiáng)相輕合金基復(fù)合材料）、短纖維/晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料、長(zhǎng)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料、層狀復(fù)合材料。

  二、金屬基復(fù)合材料加工難點(diǎn)

  金屬基復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事領(lǐng)域、軌道交通、醫(yī)療領(lǐng)域、電子電器等領(lǐng)域，因其具有耐磨損、良好的導(dǎo)熱性能、高韌性、線膨脹系數(shù)小、良好的導(dǎo)電性能、高沖擊性能、耐高溫、高比強(qiáng)度等優(yōu)良性能特點(diǎn)，同時(shí)這些優(yōu)良特性也不同程度的給金屬基復(fù)合材料的機(jī)加工帶來(lái)難點(diǎn)。

  尤其是金屬基復(fù)合材料里的研磨性增強(qiáng)相使它們難以被切削加工，而且造成刀具嚴(yán)重磨損，如何選擇刀具使得金屬基復(fù)合材料加工的表面粗糙度較小，刀具壽命長(zhǎng)，成為解決金屬基復(fù)合材料加工難點(diǎn)的主要研究方向。

  金屬基富惡化材料應(yīng)用

  三、金屬基復(fù)合材料加工刀具材質(zhì)

  盡管金屬基復(fù)合材料可以通過(guò)各種少量甚至無(wú)切削加工工藝制成不同精度和不同形式的制件，但是對(duì)于有較高精度要求的工件，切削加工仍是不可避免的。由于金屬基復(fù)合材料中的增強(qiáng)相具有極大的研磨性，傳統(tǒng)的刀具材料如高速鋼和硬質(zhì)合金，已經(jīng)不能滿足切削加工金屬基復(fù)合材料的切削加工、特別是精加工的要求。

  最近幾年，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展新型聚晶金剛石刀具材料，以解決金屬基復(fù)合材料的切削加工難題。其中最具有代表性的是研發(fā)的CDW010、CDW302和CDW850等系列聚晶金剛石刀具材料，一般情況下，顆粒越粗，刀具的耐磨性能越好。

  華菱超硬PCD粒度牌號(hào)性能

  四、華菱超硬金剛石刀具加工金屬基復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)

  正確選擇刀具材料和切削用量，才能保證金屬基復(fù)合材料的加工質(zhì)量和較高的加工效率，華菱超硬金剛石刀具切削加工金屬基復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)：

  1.刀具壽命長(zhǎng)

  華菱超硬PCD刀具和金剛石涂層刀具加工金屬基復(fù)合材料，平均刀具耐用度是其他刀具材料的50-100倍，而且，當(dāng)其他刀具材料磨損急劇增加時(shí)，華菱超硬PCD刀具和金剛石涂層刀具的磨損率仍然保持穩(wěn)定不變。

  2.加工表面光潔度好

  積屑瘤和增強(qiáng)相是影響金屬基復(fù)合材料加工表面粗糙度的兩個(gè)主要因素，積屑瘤在切削過(guò)程中會(huì)促進(jìn)鱗刺生成，從而會(huì)使表面加工質(zhì)量降低，而華菱超硬金剛石涂層刀具相比其他刀具，積屑瘤的情況非常少，獲得的加工表面粗糙度Ra最小，光潔度也最好。

  金剛石涂層刀具的金剛石鍍層實(shí)際上是一系列金剛石薄膜按沉積順序的堆砌，刃口外凸的金剛石顆粒容易在高硬度增加相和硅相的不連續(xù)沖擊下產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度就可能造成20-50微米寬的崩裂帶，這個(gè)狹長(zhǎng)的崩裂帶一旦形成，就像負(fù)倒棱一樣大大增加了刃口強(qiáng)度，阻止了崩裂帶的進(jìn)一步發(fā)展，所以金剛石涂層刀具不僅刀具耐用度高，而且比其他刀具材料更容易獲得高質(zhì)量的加工表面。

  五、華菱超硬加工金屬基復(fù)合材料的金剛石刀具

  華菱超硬聚晶金剛石刀具，是將一定厚度的聚晶金剛石層在燒結(jié)過(guò)程中與硬質(zhì)合金基體粘接成一個(gè)整體，得到PCD金剛石刀片，同時(shí)擁有金剛石的高硬度、高耐磨性和高導(dǎo)熱率，和碳化鎢的高強(qiáng)韌性相結(jié)合。硬質(zhì)合金基體能制作成各種刀具形狀，這也就使得聚晶金剛石刀具可制作成多種刀具種類，如金屬基復(fù)合材料銑削、鉆孔、車削刀具等。

  1.金屬基復(fù)合材料銑削刀具

  金屬基復(fù)合材料零部件需要進(jìn)行大量的側(cè)銑和面銑加工，一些孔加工通常也會(huì)涉及到銑削。對(duì)于精密面銑加工，最好選用在硬質(zhì)合金刀具基體上焊接PCD切削刃的銑刀片，這種刀片具有較好的尺寸精度，所以刀刃在銑削中的定位精度較高，可得到較好的加工精度及表面粗糙度。對(duì)于復(fù)合材料的側(cè)銑、槽銑加工，適宜選用立銑刀刀具結(jié)構(gòu)，通常所用的刀具都是右旋刀具，刀身的溝槽決定了銑削時(shí)切下的碎屑排出方向，華菱超硬可根據(jù)用戶的具體需求定制銑刀規(guī)格，如果做精密零部件的加工則建議選用左旋刀具，左旋刀具加工精密類特殊要要求工件有一定優(yōu)勢(shì)。

  華菱超硬PCD銑刀

  2.金屬基復(fù)合材料鉆孔刀具

  金屬基復(fù)合材料的鉆孔加工中，刀具磨損和加工表面質(zhì)量是衡量刀具的主要指標(biāo)，鉆削金屬基復(fù)合材料時(shí)，鉆頭磨損主要發(fā)生在后刀面，磨損原因主要是磨料磨損，而華菱超硬用于孔加工和擴(kuò)孔加工刀具中的麻花鉆、多階擴(kuò)孔鉆鉸刀，可進(jìn)行多刃口設(shè)計(jì)，并且可根據(jù)具體加工情況調(diào)整角度及鋒利度，在復(fù)合材料上進(jìn)行孔加工時(shí)，減少鉆頭的切削力，提高刀具的使用壽命，鋒利的切削刃部能夠保證孔的良好質(zhì)量；鉆鉸锪一體刀具，鉆孔和锪窩一次完成，省略了用常規(guī)鉆頭和鉸刀加工時(shí)所需要的退刀、換刀和轉(zhuǎn)位，可以大大提高加工效率。

  華菱超硬PCD鉆頭

  3.金屬基復(fù)合材料車削刀具

  金屬基復(fù)合材料加工中應(yīng)用最多也最基礎(chǔ)的是車削加工，復(fù)合材料車加工刀具相對(duì)鉆孔、銑削工序結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于高效批量的車加工，一般選用硬質(zhì)合金刀具基體鑲PCD材質(zhì)刀尖作為切削刃的機(jī)夾刀片，針對(duì)特殊金屬基復(fù)合材料工件（如汽車零部件）的車加工，也需要用到定制的非標(biāo)車刀，在整體硬質(zhì)合金或鋼制車刀刀具集體上鑲PCD切削刃，這種刀具具有良好的抗沖擊、抗彎強(qiáng)度和抗振性能，同時(shí)刀具性能十分穩(wěn)定，被加工后的復(fù)合材料零件表面光潔度更好。

  華菱超硬PCD刀片