● 摘要
高温合金具有优良的高温强度、抗腐蚀性能、抗热疲劳性能和长期组织稳定性等综合性能，在先进航空发动机热端部件上得到越来越多的应用。镍基高温合金由于高温组织稳定性好给切削加工也带来了难题，在切削加工中，切削力大，切削温度高，加工硬化严重，刀具磨损快和加工质量不稳定等特点，这些都使其成为极难加工的材料之一。本文主要研究了硬质合金刀具和陶瓷刀具在铣削加工镍基高温合金GH4169中的铣削力、刀具耐用度、刀具磨损形貌及磨损机理等内容。
通过铣削力试验，对比了两种硬质合金刀具和三种陶瓷刀具的铣削力大小和切削参数对铣削力的影响。在切削速度在30m/min-90m/min的范围内时，硬质合金刀具的切削力随着切削速度的增加而不断增大。IC830刀具的切削力在所有的速度范围内都大于AH725刀具，原因是前者的刀具磨损速率较大，造成切削力上升。陶瓷刀具的切削力相对较大，最大的切削力超过了1000N（刀具粘结磨损严重）。随着切削速度从300m/min上升到1300m/min，切削力有逐步下降的趋势，因为随着切削度的增加，切削热在刀具工件接触区域迅速积累，切削温度上升，软化了工件材料，导致切削力下降。
在刀具耐用度试验中发现，AH725硬质合金刀具在切削速度为15m/min-30m/min时，刀具的切削性能最好，耐用度超过18min；IC830刀具的耐用度最差，在所有的参数范围内，最好的耐用度为12min，此时的切削速度V=15m/min。三种陶瓷刀具的耐用度在不同切削速度下相差很大，刀具的达到最佳耐用度时的切削速度为900m/min-1100m/min。
借助扫描电镜和能谱分析仪研究刀具在不同切削速度下的磨损形貌和磨损机理。硬质合金刀具AH725在速度小于30m/min时刀具的主要磨损形式为工件材料粘附，高速下的磨损形式是后刀面剥落和刀尖崩刃，磨损的主要机理是粘结磨损。SiCw晶须增韧陶瓷刀具的主要磨损形貌为沟槽磨损和后刀面粘结，Sialon陶瓷刀具的主要磨损形貌为前刀面剥落和后刀面粘结，Al2O3/TiC陶瓷刀具的主要磨损形貌为切削刃崩刃和后刀面粘结，三种陶瓷刀具的磨损机理为粘结磨损，扩散磨损和化学反应。