干切削刀具材料的研究

HEATS

1．引言

    绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目标是对资源的合理利用，降低成本，减少对环境造成的严重污染。绿色制造是清洁生产的重要组成部分，根据绿色制造“节约能源、节约资源、污染最小，有利环保”的指导思想，绿色切削应具备以下特征：(1)最大限度地节约能源：在切削加工过程的各个阶段所消耗的能源应最少，使能源得到最有效的利用。(2)最大限度地利用材料资源：绿色切削应尽可能减少材料的使用量和使用材料的种类。(3)最大限度地减少污染、保护环境：绿色切削从产品设计、加工工艺编制到切削加工、设备维护乃至切屑、废液回收处理的各个过程中均应是低耗、对环境无负面影响或污染甚小。

    机械制造在整个制造业中占有主导地位，尤其是面对中国逐渐成为世界的生产制造基地，机械工业中的绿色制造技术显得尤为重要。如何在实际生产中实现机械零件的绿色制造，是机械行业技术人员必须认真研究的问题。干式切削就为了保护环境和降低成本而有意识地在机械加工中减少或完全停止使用切削液的加工方法，能使企业经济效益和社会效益协调优化地发展。从20世纪90年代开始，国外对干式切削技术进行了大量研究，并应用于实际生产，取得了一定的社会效益和经济效益，干式切削技术已成为金属切削加工发展的趋势。

    2.切削液的负面影响

    在金属切削加工中，常常使用切削液。切削液的主要作用是降低切削温度，改善加工过程的摩擦磨损状态，从而提高工件的表面质量，延长刀具的使用寿命。然而，近几年随着社会环境保护和可持续发展意识的提高，人们已开始从切削液的整个生命周期关注它所带来的一系列负作用：

    （1）制造成本增加

    随着切削用量的成倍增大，切削液的消耗量也大幅提高，因而它在零件制造成本中所占的比例也大大增加。据国外许多统计资料表明，切削液及切削液的供给、保养、回收及切削废液的处理等费用加在一起，占总制造成本的16%，而刀具消耗的费用仅占制造成本的4%。这个统计分析数据必须引起人们的高度重视，因为在当今日益激烈的市场竞争中，降低产品的生产成本和销售价格，已成为企业生存与发展的重要因素。

    （2）严重污染环境

    切削液是金属切削加工中造成环境污染的一个重要根源。如乳化液不仅含有油，而且含有烧碱、油酸皂、乙醇和苯酚等有害物质。如果这些切削液未经处理直接排入外界，就会污染土地、水源和空气，严重影响动植物的生长，破坏生态环境，不利于可持续发展战略的实施。

    （3）直接危害操作工人的身体健康

    目前生产中广泛使用的水基切削液或多或少都含有对人体有害的化学成分。在切削过程中，切削液受热挥发，形成烟雾，在车间工作区常常弥漫着难闻的异味。切削液产生的油烟会引起工人肺部和呼吸道的多种疾病，切削液与人体直接接触会诱发多种皮肤病，直接影响工人的健康。

    为使金属切削加工尽可能少地产生污染，人们提出了“清洁化生产”这一概念。干切削是消除切削液污染，降低产品成本，实现清洁化生产的最有效的途径。从20世纪90年代开始，国外对干式切削技术进行了大量研究，并应用于实际生产，取得了一定的社会效益和经济效益，干式切削技术已成为金属切削加工发展的趋势。

    3.干切削刀具材料

    实现干式切削的最大技术难题是刀具，他是使干式切削加工得以顺利进行的关键因素。刀具在切削加工过程中，要承受很大的压力，同时由于切削时产生的金属塑性变形以及在无切削液的情况下刀具、切屑、工件相互接触表面间将产生更强烈的摩擦，使刀具切削刃上产生极高的温度和受到很大的应力，在这样的条件下，刀具将迅速磨损或破损，因此干式切削刀具材料应具备更高的耐热性和热韧性，良好的耐热冲击性、抗粘结性及高的耐磨性。常用的有高韧性和高硬度兼备的细颗粒硬质合金，涂层硬质合金，陶瓷及金属陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)等。

    （1）超细颗粒硬质合金

    超细颗粒硬质合金具有很好的韧性和耐热性，适用于需要大前角的场合，可用于干切削中使用的钻头、深孔钻。

    （2）涂层硬质合金

    在基体硬质合金上，用CVD(化学气相沉积)或PCD等方法，涂覆耐磨的TiC、TiN、A1203等薄层，形成表面涂层硬质合金。1969年西德克虏伯公司和瑞典山特维克公司研制的TiC单层涂层硬质合金刀片首次投入市场。其后，世界各国都进行了研制、生产。中国在稍后也掌握了涂层技术。

    涂层硬质合金刀片均为可转位形式，装夹在刀杆或刀体上使用。具有以下优点：①表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性，故与未涂层刀片相比，涂层硬质合金可采用较高的切削速度，或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具耐用度。②涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小，故切削力有一定减小，比未涂层刀片约降低5%左右。③用涂层刀片加工，已加工表面质量较好。④由于综合性能好，涂层刀片有较好的通用性。一种牌号的刀片经常有较宽的适用范围。

    涂层刀具最适用于干切削加工，因为适宜的涂层既可承受高的切削温度，降低刀具与切屑以及刀具与工件表面之间的摩擦系数，减小刀具磨损和产生的热量，还可使刀具具有强韧的基体及满足切削要求的切削刃或工件表面。因此，适宜的基体与涂层组合及经济可行的涂层工艺技术是干切削加工的关键技术之一。刀具涂层技术的研究，国内外也都取得了很好的成绩。涂层刀具分成两大类：一类是“硬”涂层刀具，如TiN、TiC和Al2O3等涂层刀具，这类刀具表面硬度高，耐磨性好。另一类是“软”涂层刀具，也称为“自润滑刀具”，如MoS2、WS等涂层刀具，它与工件材料的摩擦系数很低，只有0.01左右，能减小切削力和降低切削温度。常见的单涂层及多涂层组合有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、TiC／TiN、TiC／TiCN／TiN、TiC／Al2O3／TiN等。多涂层及其相关技术的出现，使涂层既可提高与基体的结合强度又能具有多种材料的综合性能。

    TiC是一种高硬度的耐磨化合物，有良好的抗后刀面磨损和抗月牙洼磨损能力。TiN的硬度稍低，但它与金属的亲和力小，润湿性能好，在空气中抗氧化能力比TiC好。TiCN具有了TiC和TiN的综合性能，其硬度高于TiC和TiN，因此是一种较为理想的刀具涂层材料。TiAlN是含有铝的PVD涂层，在切削过程中铝氧化而形成氧化铝，从而起到抗氧化和抗扩散磨损的作用，在高速切削时，TiAlN涂层刀具的切削效果优于TiN和TiCN涂层刀具，主要原因是TiAlN涂层刀具的硬度、抗氧化和抗粘结能力高。尤其是由于TiAlN涂层刀具具有很高的高温硬度。目前，TiAlN／Al2O3多层PVD涂层也已研究成功，其涂层硬度达HV4000，涂层数为400层(总厚度5μm)，切削性能优于TiC／Al2O3／TiN涂层刀具。

    最近又开发了纳米涂层(Nanocoating)技术。这种方法可采用多种涂层材料的不同组合满足不同的功能和性能要求，特别适合于高速干切削。硬质合金刀具的多层纳米涂层可分为4大类：①硬／硬组合，如B4C／SiC、TiC／TiB2、TiC／TiN等；②硬／软组合，如B4C／W、SiC／W、SiC／Ti等；③软／软组合，如Ni／Cu等；④具有润滑性能的软／软组合，如MoS2／Mo、WS2／W、TaS2／Ta等。这些复合涂层每层由两种材料组合而成，厚度仅为几纳米，根据切削需要，可相互叠加涂覆上百层，总厚度可达2～5μm。设计合理的纳米涂层可使刀具的硬度和韧性显著增加，使其具有优异的抗摩擦磨损及自润滑性能，十分适合于干切削。

    （3）陶瓷及金属陶瓷

    A1203系陶瓷刀具

    A1203系复合陶瓷刀具材料的研究进展主要集中在复合强化、纤维强化、复合增韧补强、超细颗粒复合等方面，基本上都是以氧化铝系陶瓷为基础材料，通过采用真空热压、热等静压等先进烧结工艺，添加碳化物、氮化物、氧化物、硼化物以及金属等成分复合增韧补强，纳米复合、控制颗粒尺寸等措施，使得A1203系陶瓷刀具材料的断裂韧性和抗弯强度有了极大的提高，可达7.4MPa／m2、820MPa，适用范围亦日益扩大。目前新型A1203系复合陶瓷刀具材料的研制仍是国内外的研究热点。
    ①A1203-碳化物系陶瓷

    目前刀具市场上应用较多的是A1203-TiC复合陶瓷，主要用于切削淬硬钢和各种耐磨铸铁。A1203-TiC-金属系复合陶瓷通过加入少量的粘结金属Ni、Mo等，提高了A1203与TiC的连结强度，可用于粗加工。SiC晶须增韧A1203基陶瓷刀具的应用亦非常成功，可有效地用于断续切削及粗车、铣削和钻孔等工序中，适于加工镍基合金、高硬度铸铁和淬硬钢等材料。

    ②A1203-硼化物系陶瓷

    A1203-TiB系复合陶瓷刀具材料在国外作为商品投放市场已多年，已被证明是高效加工某些难加工材料的理想刀具材料，其强度、韧性、耐热性和耐磨性均优于A1203-TiC陶瓷刀具材料。TiB颗粒与A1203具有良好的化学相容性和物理匹配性，且硬度高于TiC，其复合刀具材料具有极好的耐冲击性和耐磨性。此刀具材料在于切削淬硬刚时，当切削速度大于l20m/min时，会出现高温自润滑功能。

    ③A1203- Zr02陶瓷和A1203-TiCN陶瓷 

    在国内外发展较为重要的两种新型材料为A1203-Zr02(ZTA陶瓷)和A1203-TiCN复合陶瓷。Zr02有较高的韧性，在Zr02中加入一定量的稳定剂控制四方晶相Zr02到单斜晶相Zr02的相变，可提高A1203陶瓷的断裂韧性。TiC、TiN颗粒可以钉扎基体中的裂纹，阻止源裂纹的生长，提高A1203陶瓷的硬度、热冲击性能和导热性。这两种刀具材料因优异的耐磨损能力特别适合切削淬硬钢，且A1203-TiCN复合陶瓷材料有着更高的耐磨损能力。

    氮化硅基陶瓷

    氮化硅基陶瓷是20世纪70年代出现的新刀具材料，它以高纯度的Si3N4粉末为原料，添加Y203、MgO、Zr02和HfO2等烧结剂或耐磨相A1203或强化相SiC等烧结而成。具有高的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性良好的耐热冲击性能，是一种有发展前途的刀具材料。

    国外的Si3N4陶瓷材料发展较快，其中以日本和美国最快。国内在20世纪80年代就研制成功了这类刀具材料，氮化硅(Si3N4)的显微硬度，仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼，是一种新型的刀具材料，此种陶瓷刀具在20世纪80年代初开始用于切削加工中。它的制造过程是将硅粉在l300～l400℃下通氮气后进行球磨，加入少量助烧结剂，在l700～l750℃和2Gpa～3GPa压力下热压烧结而成。其主要特点是具有良好的耐热性和抗热冲击性能。耐热性高达l300～l400℃，高于一般陶瓷，可进行高速切削。其热导率约为A1203陶瓷的2～3倍，而热膨胀系数只有A1203陶瓷的1/3左右，使得抗热冲击性能比A1203陶瓷提高1～2倍，有良好的抗崩刃性。在断续车削或铣削加工中，氮化硅陶瓷刀具的使用寿命明显比A1203陶瓷刀具长。因此，氮化硅陶瓷刀具不仅能进行淬硬钢、冷硬铸铁等材料的精加工和半精加工，而且可以用于钢基硬质合金、镍基合金、玻璃钢材料的精加工和部分粗加工，还可以用于一般陶瓷不能胜任的有硬皮铸件的毛坏切削。

    ①Sialon陶瓷

    Sialon陶瓷是英国IdcasAydon公司研制成功的一种新型陶瓷刀具。Sialon陶瓷刀具是A1203在Si3N4中的固溶体，是氮化铝、氧化铝和氮化硅的混合物在1800℃进行热压烧结而成的一种单相陶瓷材料，氮化硅的结晶晶格稍微扩大，在其中Y203可使组织致密化。Sialon陶瓷刀具具有很高的强度，抗弯强度达到1050～1450MPa(硬度为94HRA)，比纯A1203及A1203-TiC陶瓷刀具都高，其断裂韧性也是几种陶瓷刀具中最高的，其冲击强度远胜于一般陶瓷刀具(3～4倍)而接近于涂层硬质合金刀具。适用于高速切削、强力切削、断续切削。Sialon陶瓷刀具有良好的抗热冲击性能，是A1203陶瓷刀具的三倍，不仅适合于干切削，也适合于湿式切削。

    与Si3N4陶瓷刀具相比，Sialon陶瓷刀具的抗氧化能力、化学稳定性、抗蠕变能力与耐磨性能都提高了，并易于制造和烧结。Sialon陶瓷刀具的耐热温度较高，达1300℃以上，而A1203-TiC陶瓷刀具的耐热温度为1100℃因此，Sialon陶瓷刀具有较好的抗塑性变形能力。Sialon陶瓷可成功地用于铸铁、镍基合金和硅铝合金的加工，是高速加工铸铁和镍基合金的理想刀具材料。如用Sialon陶瓷刀具加工铸铁时，切削速度可超过900m/min，可对铸铁进行间断切削。刀具耐用度比涂层硬质合金刀具或A1203陶瓷刀具提高10～15倍。Sialon陶瓷刀具不适合加工钢(因其溶解磨损速率很高)。Sialon陶瓷刀具虽有很多优点，但与热压氮化硅陶瓷刀具一样，其抗磨损性能比一般陶瓷刀具差。

    ②Si3N4-TiC陶瓷刀具

    FT80陶瓷刀具由清华大学研制，在Si3N4陶瓷刀具中加人TiC及Co，提高了陶瓷刀具的力学性能和切削性能。TiC的作用是通过弥散硬化和减少陶瓷刀具与铁之间的粘结，提高了陶瓷刀具的耐磨性。Co的作用是提高陶瓷刀具的冲击韧性和承受切削力冲击的能力。F85是清华大学研制的另一种Si3N4陶瓷刀具，其硬度为HRA93.5～94，抗弯强度为650～800MPa，断裂韧性高于纯A1203及A1203-TiC陶瓷刀具而接近于Sialon陶瓷刀具；其导热系数为30～36W／(m·℃)，高于Sialon陶瓷刀具；热膨胀系数为1.7×10-6／℃，小于Sialon陶瓷刀具。故这种陶瓷刀具有较好的耐热冲击性能，性能优于硬质合金及一些陶瓷刀具，能切削冷硬铸铁、合金冷硬铸铁及淬硬钢等材料。

    金属陶瓷

    金属陶瓷是20世纪70年代开发的一类具有优良机械力学性能和高温性能的新型工具材料。与传统的硬质合金刀具相比，金属陶瓷刀具的耐热性、耐磨性、抗月牙洼磨损能力等均有明显提高，但韧性和导热性相对较差。近年来，在陶瓷基体中加入少量纳米粒子以形成纳米陶瓷复合材料的研究取得了不少进展和成果。金属陶瓷含有钛基化合物，粘结剂是镍或镍相。金属陶瓷刀具适合于干切削。以往对硬质磨具通常采用磨削或电火花加工，现在可用金属陶瓷刀具进行干铣加工，不仅提高了工效，表面质量也得到了提高。

    （4）立方氮化硼(CBN)

    PCBN作为新一代超硬刀具材料，使切削技术发生了革命性变化，它为淬火硬材料提供了一种经济而高效的切削手段。发达国家将其作为提高加工水平和经济效益(节能、高效、精密、自动化)的重要工具材料加以发展。在军工、宇航等工业中对难加工材料的加工更是不可少，也是数控加工技术发展必备的长寿命刀具材料，PCBN刀具可对各种硬的或耐磨性的材料进行高速车、镗、车端面、切槽、螺纹加工，粗、半精、精加工皆宜。实践证明，PCBN刀具的成效不仅可提高产品的加工质量，而且也可提高经济效益。因此，随着现代制造业(尤其是汽车制造业)的快速发展，超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。PCBN刀具符合当今刀具发展的主要方向，即提高寿命、提高切削效率、降低加工成本、保证高精度和低粗糙度，满足难切削材料加工的要求。随着PCBN自身质量的提高，刀具制造技术的不断改进，PCBN刀具应用将得到更快的发展。

    PCBN刀具非常适合于硬态材料的高速切削、干式切削，并能加工金刚石刀具所不能加工的黑色金属材料，特别适合数控设备及自动化生产线的使用。PCBN刀具有很高的耐磨性，其使用寿命远远高于硬质合金，可加工大部分高硬度材料，在许多场合可以以车、镗、铣等代磨加工工艺，能使被加工零件获得高的精度和良好的表面质量．并大大提高生产效率。国外PCBN刀具已广泛用来加工淬硬钢 高硬度铸铁和抗磨零件，并带来了巨大的经济效益。随着机械零件的硬度和抗磨损性能要求的进一步提高，PCBN刀具的使用必将更加广泛。PCBN的组成成分对刀具性能的影响如下：

    ①结合剂对PCBN刀具性能的影响

    PCBN是CBN(立方氮化硼)的烧结体，通常是不加粘结剂烧结直接由CBN原子间的结合而成的，也有加入不同的粘结剂，由粘结剂结合烧结而成的。前者因CBN含量高，所以硬度高，但较脆；后者除所加粘结剂比例不同外，其种类还有金属粘结剂和陶瓷粘结剂之分。常用的金属粘结剂有Co、Ni、Ti、Ni-A1等金属；陶瓷粘结剂有TiN、TiN-A1N、A1203等，也有同时加入金属和陶瓷粘结剂的。一般加陶瓷粘结剂的PCBN刀具具有较高的耐高温磨损能力和较强的抗粘结能力。

    ②CBN含量对PCBN刀具性能的影响

    CBN是人工合成的，硬度仅次于金刚石，其晶粒硬度可达8000～9000HV，远远高于陶瓷和硬质合金。PCBN复合片的硬度(通常为3000～5000HV)主要取决于CBN的含量，一般CBN

    含量在40%～95%之间，随着CBN含量的增高，PCBN的硬度增加；而耐磨性与CBN含量之间不是简单的关系，不同加工条件下有不同最佳值，加工模具钢时，CBN含量为55%左右时，刀具最耐磨；加工Cr06合金工具钢时，CBN含量越高越耐磨。

    ③CBN晶粒尺寸对PCBN刀具性能的影响

    CBN晶粒的大小影响刀具的强度，细晶粒可使晶粒的晶界面积增加，提高烧结强度及抗裂纹扩展能力，从而使PCBN刀具耐磨性增加，当粒径增加1倍时，刀具寿命要降低30%～50%。

    PCBN是超硬材料中较好的绿色干切削刀具材料，能够高速干切削淬火钢、冷硬铸铁、镍基合金、钛合金及多种热喷涂材料。

    （5）聚晶金刚石(PCD)

    单晶金刚石作为切削刀具已有几百年的历史，是迄今为止所发现的最硬最耐磨的材料，由于其内部为单晶系，研磨出的切削刃口质量极好(目前国外刃口半径可以研磨到数纳米水平)，切削的工件表面纹理极佳。但是其价格昂贵，并且由于它具有解理性，在受到冲击时往往会出现脆性，易破损。因此单晶金刚石切削刀具主要用于表面光洁度、几何形状和尺寸有极高要求的超精密加工应用领域。

    PCD切削刀具是上世纪70年代中期开发的超硬材料切削刀具。PCD是由金刚石微粉与少量结合剂在高温超高压下烧结而成。尽管其硬度低于单晶金刚石，然而其硬度各向同性，韧性高于单晶金刚石。

    金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石(PCD)的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。

    PCD刀具材料的主要性能指标:①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700Ｗ/ｍＫ，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3(硬质合金的摩擦系数0.4～1)，因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10-6～1.18×10-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。

    工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明:人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，De Beers公司已推出了直径74ｍｍ、层厚0.3ｍｍ的聚晶金刚石复合片。

    国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前，PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀具主要应用于以下两方面:①难加工有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料-过共晶硅铝合金(对该材料加工机理的研究已取得突破)。②难加工非金属材料的加工:PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加工玻璃;目前强化复合地板及其它木基板材的应用日趋广泛,用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。

    PCD粒度的选择与刀具加工条件有关，如设计用于精加工或超精加工的刀具时，应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、细晶粒的PCD。粗晶粒PCD刀具则可用于一般的粗加工。PCD材料的粒度对于刀具的磨损和破损性能影响显著。研究表明:PCD粒度号越大，刀具的抗磨损性能越强。PCD刀具的硬度高，导热性好、热膨胀系数也很小，特别合适于各种铜铝合金、非金属材料和复合材料的高速干切削加工。

    4.结束语

    干切削意味着在车削、铣削、钻削、镗削等切削加工过程中，消除切削液的不利影响，大大地节约了加工成本，保护了环境。目前，欧洲和日本等工业发达国家都非常重视干切削技术的开发和应用，据统计在欧洲工业界，有大约10%～15%的加工已经采用了干切削工艺。随着人类对资源和环境保护的日益重视，切削液的负面影响逐渐引起人们关注。用干切削加工代替湿加工，是机械制造业可持续发展的方向。研究实现干切削加工技术，对各种不同的工件材料寻求适宜的干切削加工工艺，并尽快投入工业应用，对保护我国生态环境，提高企业产品的竞争力，都有十分重要的意义。目前，我国对干切削技术的研究还比较少，应用也只是传统的铸铁铣削加工。为了跟上国际形势，顺应世界切削技术的发展趋势，我国应加快对干切削技术的研究。21世纪的制造业对绿色环保的要求越来越高，干切削技术作为一种绿色制造工艺对于节省资源、保护环境、降低成本具有重要意义，随着机床技术和刀具技术及其相关工艺研究的深入，干切削技术必将成为金属切削加工的主要发展方向。