高温合金——反映其复杂合金结构的金属合金，长期以来已成为主要的工程材料之一。它们具有极高的高温强度，因此通常被称为高温高温合金 （HTSA） 或耐热高温合金 （HRSA）。高温合金的历史始于燃气涡轮发动机的发展，燃气涡轮发动机需要可靠的材料来满足高工作温度范围。由于冶金学的深入研究和进步，现代高温合金（SA）在工作温度超过1000°C时具有较长的使用寿命。

可以理解的是，当今最大的高温合金消费者是航空和船用发动机生产商。高温合金在医疗行业中也非常普遍，可以有效地将它们用于骨科手术中的假体植入物。此外，高温合金作为各种设备重要部件的关键材料，在发电和油气工业中得到了广泛的应用。

卓越的高温强度和耐腐蚀性是高温合金不可否认的优势。然而，硬币有两个方面：高温合金不仅价格高昂，而且它们的机械加工性很差，这可能会对制造构成挑战。对于高温合金来说，表征材料对排屑的抵抗力并定义切削工具上的机械负载的比切削力很高。虽然主要困难是热量，但高温合金的导热性很差。通常在加工高温合金时产生的元素和松散切屑不能从切削区域提供足够的散热。加工硬化的趋势使情况变得更糟。

制造商处理各种 SA 工件：铸造、锻造、烧结等。工件制造方法也会对可加工性产生影响。例如，与烧结工件相比，锻造工件的磨蚀性高于铸造工件的磨蚀性，其磨蚀性要低得多。

因此，切削刀具承受着巨大的热负荷和机械负荷，这大大缩短了刀具的使用寿命。因此，在加工高温合金时，与其他常见工程材料（如钢或铸铁）相比，与排屑过程中产生的热量直接相关的切削速度要低得多。切割速度限制的直接结果是生产率低下。因此，克服加工困难和提高生产率是SA零件制造商面临的主要挑战。

根据 ISO 513 标准，高温合金和钛合金一起属于 ISO S 组应用。根据主要元素的不同，高温合金分为三种类型：铁 （Fe）、镍 （Ni） 和钴 （Co） 基合金。可加工性按指定顺序下降;从可以与奥氏体不锈钢相提并论的铁基合金，到代表该组中最难切割材料的钴基合金。

提高高温合金的加工效率已成为各种科学研究和技术改进的重点。他们的结果是在生产 SA 组件方面取得了重大进步。制造业已经有效地采用了新的加工策略和创新的切削冷却液供应方法，例如高压e 冷却 （HPC）、微量润滑 （MQL） 甚至低温冷却都已成功引入。这使高温合金加工的生产率达到了一个新的水平。然而，与钛合金的情况一样，提高 SA 加工生产率的关键要素是切削工具，该刀具可直接从产生切屑的工件上去除材料层。切削刀具具有刀具材料及其几何形状的特征，这决定了刀具的成败。

如今，涂层硬质合金是用于加工高温合金的切削刀具的最常见材料。强度和耐磨性相辅相成的硬质合金牌号的开发是一个棘手的过程，需要适当的硬质合金基体、涂层成分和涂层方法。令那些认为这个方向的突破可能性几乎耗尽的人感到惊讶的是，切削刀具生产商继续创造新的有效硬质合金牌号。此外，在高温合金加工中，陶瓷（另一种能够大幅提高切削速度的刀具材料）已经在积极使用。

如果说刀具材料主要与材料科学和冶金学有关，那么切削几何形状则更多地出现在刀具设计领域。确保高性能几何形状需要深厚的工程知识和技术技能。一方面，为了最大限度地减少热量产生和加工硬化，需要正前角、足够大的间隙角和锋利的切削刃。另一方面，这样的形状削弱了应该承受相当大的机械负载的切削刃。因此，正确设计的尖端条件成为成功的关键因素。烧结硬质合金刀片的优点是能够对刀片前刀面进行复杂的切屑成形和断屑形状。如今，使用有限元方法对芯片形成和压制过程进行计算机建模为优化已经处于设计阶段的形状提供了一种有效的工具。在整体立铣刀中，可变螺距设计可提高振动强度。这些立铣刀的切削刃是通过磨削操作产生的，为了消除剥落和刃口缺陷，严格遵守工艺流程要求非常重要。
切削刀具制造商非常重视改进其用于加工高温合金的产品组合。伊斯卡的新闻可以是一个很好的指示性例子。

在过去几年中，用于面槽高温合金和奥氏体不锈钢的硬质合金牌号IC806，被ISCAR的螺纹加工和深钻生产线成功采用。该牌号具有坚硬的亚微米基材和 PVD TiAlN/AlTiN 涂层，并根据 ISCAR 的 SUMO TEC 技术进行后涂层处理。IC806 具有显著的抗剥落和抗碎裂能力，并保持可靠和可重复的结果。
在通过整体硬质合金立铣刀和可换刀头加工高温合金时，结合了超细晶粒基体和纳米层PVD TiAlN涂层的IC902牌号确保了极高的耐磨性并延长了刀具寿命。该牌号在生产由难切削的钴铬合金制成的膝关节和髋关节置换装置方面显示出非常好的效果。

伊斯卡大大扩展了由各种切割陶瓷（如氮化硅、SiAlON和晶须增强等级）制成的ISO S应用的产品范围。新推出的陶瓷产品补充了可转位刀片和整体立铣刀。

用于 ISO 标准车削刀片的最新前刀面设计 F3M 和 F3P 专门用于难加工的奥氏体不锈钢和高温合金。其正前角几何形状可降低切削力并确保平稳的切削动作，而前角面上的一组偏转器可改善切屑控制。 在用于车削和铣削刀具的陶瓷双面刀片中，伊斯卡为严苛的应用增加了新的倒角和组合（倒角和倒圆角）尖端条件选项。

伊斯卡通过新的可转位刀体和刀柄丰富了用于高压冷却的解决方案范围。例如，带有多边形锥柄的热缩卡盘，其沿中心孔具有冷却液射流通道，已由刀柄产品线补充。

总之，对于切削刀具制造商来说，提高加工 HTSA 生产率的需求是一项持续的挑战，并且可能会在不久的将来开发出新的有效刀具。