航空用材料的特点是要求质量轻，在高温和低温条件下，比强度高，综合性能好，化学稳定性好。当代作为航空用金属材料有铝合金，钛合金，超耐热合金等。其中属难加工材料的钛合金和超耐热合主要用在喷气发动机。低温低压部分一般用钛合金，高温高压部分多用的是镍基超耐热合金，如Inconel718，Hastelly,Waspaloy,Rene41等和钴基的Trilbaloy,司太立合金等。

钛合金和超耐热合金的难切削程度，若以含硫易削钢的易削指数为100计。奥氏体不锈钢为45，钛合金中的Ti-6Al-4V为26，Inconel718为12，Rene41则在5以下，可知难削性依次以2倍多，2倍多的增加。

钛合金及其加工特性为;(1)切削过程中生成的切削热高，且导热性差(约为钢的1/7，铝的1/16)，从而使温度集中在刀尖刃口，常高达1000℃以上，故易使刀具因高热性能下降而损伤。(2)钛合金弹性模量小，切削后，钛材弹性恢复，压向刀具，会加剧与刀具的摩擦，进一步增加切削温度，加速刀具磨损。还易引起振动。⑵易加工硬化，且自身化学活性大，易与空气中氧等反应，使表面变硬，加剧刀具的磨损。特别是造成刀具的边界磨损。⑶钛合金的切屑易黏结在刀具上，在加工中黏结物被持续的后加工强制除去时，刀具表面部分材料会随之被切屑带走，从而造成粘结损伤，降低刀具寿命。最广泛使用的钛合金是α-β相的Ti-6Al-4V。波音787型多用的钛合金是β相的Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr，更难加工。

镍基超耐热合金及其加工特性为;其含合金成分比率多，合金元素与碳构成各种碳化物和复杂碳化物，这些碳化物不溶于合金，而是以极细颗粒形式，弥散分布在晶界，强化晶界，阻止在外力作用下晶面滑移，使得合金显示超强硬的性质，比强度大。为要加工它们，必须用更大的力，作更多的功，这必然同时产生更高的热。这些材料本身导热性又差，切削中生成的热量不易排出，使温度达到非常高，磨损加剧，一般刀片材料无法持续加工。钛合金的难加工特点许多在超耐热合金中显示得更剧烈，其机械，粘结，扩散和氧化磨损更严重，因此它们比钛合金更难以加工。

为开发钛合金与超耐热合金加工用的优秀车，铣刀具，应该采用最先进的刀片材料和涂层，提高其高温硬度，综合机械性能。同时要研究设计新型刀片的几何形状，合理的断屑槽，使切削力，热下降，使热量加快导出，加速排屑，减少粘结损伤。

三菱公司在这方面作出许多努力，有不少成果 多年前他们在硬质合金中改善了碳化物的分布，开发了易导热以R打头材料系列。如RT9005，RT9010等。在此基础上以他们独特的MIRACLE物理涂层技术，又取得了较好的加工效果。一般来说;涂层中AL含量增多，其氮化物的优良的性能 得以更大发挥。但是若没有特殊先进的物理气相沉积技术，AL含量增多可如图1所示，膜层中形成软质相，反使表面硬度下降，。三菱开发了能使铝含量大幅增加的高铝新PVD单层涂层，硬度可达到HV3000，不形成软质相，而且热稳定性好。使耐后刀面机械磨损，耐前刀面月牙洼磨损和耐粘结损伤性能均得以大幅提高。 最近新开发加工超耐热合金的涂层有;适合精车到半精车用的 MP9005和适合粗车到半精车的MP9015。前者耐磨性更高，适高至100M/min左右切削速度的加工，后者综合性能优异，适有一定冲击负荷的加工。

图1新高铝PVD涂层及其性能提高原理

断屑槽的形状结构设计，直接影响刀具的切削性能，非常重要。各个加工阶段有不同的切削用量，就需要不同结构的断屑槽。为顺利切削航空金属难加工材料。三菱分别为精，半精，粗三阶段加工，设计造出LS，MS，RS三种断屑槽。它们适合航空金属难加工材料在以上三阶段的连续切削和轻微断续切削。

切削事例;涂层和断屑槽MP9005+LS的CNMG型刀片，以V=50m/min，f=0.15mm/m.ap=0.5mm的切削用量，精车Inconel718.可连续切削66分钟，比起过去的刀片材料，寿命提高2-3倍。在增加切削速度，进给量，切深的试验中，也得到提高寿命的效果。

在切削难加工材料时，还要注意的是;由于它们易加工硬化，前道工序留下的表面，硬度很高，故易形成切深边界的沟状磨损。为此需要正确地选择刀尖的圆弧半径R，三菱推荐的经验是;使R大于切削深度ap×1.5。适当地增大R的实质是;减小主偏角如图2。R增大，主偏角减小，使边界处切削力分散，减小，就改善切削耐热合金的边界沟状磨损。另外，为减少切屑缠绕可多采用提拉式加工图3。

图2减少主偏角改善边界磨损                                 图3提拉加工图

一般涂层中多含钛，车削方式加工钛合金时，往往由于持续切削，温度高，再加二者同含钛，亲和力强，造成黏附磨损大，加工表面质量差，故车削钛合金时，采用无涂层优质硬质合金材料为好。三菱公司为此开发了耐热性，耐磨性，耐破损性均高，切削刃锋利性也好，专适于钛合金，从粗车到精车的MT9015材料。再结合上述三种断屑槽LS,MS ,RS，也可在粗，半精。精三加工阶段得到满意的结果。

图 4铣削超耐热合金新PVD多层涂层

三菱在新的铣削超耐热合金刀片涂层开发上也有作为。铣削是断续切削，不断地承受冲击载荷。他们开发了特别耐冲击，韧性高的AL-Ti-Cr-N类,超强韧PVD多层涂层MP9120(图4)，由图可知膜层中加含了Cr，形成优秀铬的氮化物，从而进一步提高膜层的机械性能，硬度也达到Hv3000,开始氧化温度提高到1100°。它既适合铣削超耐热合金也适合铣削钛合金。图4中还可见，因多层结构尚可阻止裂纹的延伸和扩展，提高耐破损性。(图中的MP6120是适合切削炭钢和合金钢的涂层品种)。为了减少粘附磨损，MP9120涂层最外表有摩擦系数抵的抗粘附膜层。以往一般刀片涂层和钛合金间的摩擦系数是0.7，MP9120因优异的表面膜层降为0.3。同样依据不同的切削阶段和切削用量。三菱也设计准备了由精加工到准重切削的JL和JM两种断屑槽。通过许多试验和比较，与以往的各情况相比，提高寿命约1.2到2.5倍。