所谓粉末冶金（PM），是将金属粉末与金属粉末、金属粉末与非金属粉末按一定的比例混合后在模腔内压制成形，然后经过烧结和精整成为粉末冶金机械零件材料。粉末冶金在汽车、摩托车、农机生产等行业都有着广泛的应用。

多孔结构是粉末冶金的特性之一，许多结构零件的孔隙度多达15%~20%，这也正是粉末冶金材料难加工的主要原因之一，目前粉末冶金材料主要用硬质合金刀具、陶瓷刀具以及CBN（立方氮化硼）刀具来进行加工。

粉末冶金材料

一、粉末冶金材料的加工难点。

（1）多孔性导致刀具刃口的微观磨损。用刀具对粉末冶金材料进行加工时，当刀具从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受到冲击，会导致切削刃上产生小的裂缝，这些小裂纹铸件增大直至崩刃。

（2）多孔性降低了粉末冶金零件的导热性。刀具在切削时切削刃上的温度很高，会引起刀具的月牙洼磨损和变形。

（3）多孔结构会引起表面面积增加，还会使热处理时发生氧化或碳化。这些氧化物和碳化物很耐磨，影响粉末冶金材料的切削加工性。

（4）由于空隙的存在，致使粉末冶金材料在较小的面积内硬质值也有一定的波动。如即使测得的宏观硬度为HRC20~35，但组成零件的颗粒硬度可能会高达HRC60以上，会导致严重而快速的刃口磨损。

（5）很多粉末冶金零件是可以热处理的，热处理后的硬度和强度都会变高，并且经过烧结和热处理后表面也会含硬且耐磨的氧化物和碳化物。

（6）粉末冶金材料中也可能会存在夹杂物，在加工时这些夹杂物颗粒会从刀具前面擦过，在零件表面形成擦伤或划痕，同时也造成刀具的磨损。

部分粉末冶金零件

二、加工粉末冶金材料的刀具。

目前来说，广泛的应用于粉末冶金材料加工的刀具材料主要是硬质合金刀具、陶瓷刀具以及CBN（立方氮化硼）刀具。这些刀具在切削粉末冶金材料时都具有耐磨、耐刃口破裂和不产生积屑瘤等特点，同时也可以获得较好的表面粗糙度。

（1）硬质合金刀具。当粉末冶金的孔隙度密度较低的时候，整体的宏观硬度也是低的，这种情况下采用涂层硬质合金刀具也可以有较高的使用寿命。

（2）陶瓷刀具。当粉末冶金零件的硬度低于HRC35，并且颗粒本身硬度不超出范围，通常选择陶瓷刀具，能有效阻止积屑瘤且能承受高速，同时陶瓷刀具也有适合接近成型零件的理想几何槽形。

（3）CBN（立方氮化硼）刀具。一般CBN刀具在HRC≥45的钢件和铸铁件中使用，但是由于粉末冶金的独特性能及微观硬度和宏观硬度的重大差别，因此CBN刀具能用于硬度HRC≥25的粉末冶金零件。

三、CBN刀具加工粉末冶金零件应用案例

CBN（立方氮化硼）刀具因其高硬度和高耐磨性使其在加工粉末冶金零件时得到了广泛的应用。目前常用的CBN刀具材质有博特BTS牌号和BTS牌号，满足粉末冶金零件轻载切削和精加工的需求。

博特CBN刀具加工粉末冶金建议切削参数

关于CBN刀具加工粉末冶金零件的具体切削参数，要综合的考虑机床刚性、功率，CBN刀片大小及厚度，以及工件材料、硬度、形状、加工余量、刀片耐用度等因素来进行适当的调整，一般博特CBN刀片加工粉末冶金时建议切削参数范围如上图。

下图为采用CBN刀具加工粉末冶金材质的应用案例。

博特CBN刀具加工同步带轮实例

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