高温合金分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。是在760～1 500℃、一定应力条件下、长期工作的高温金属材料。具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良好的抗疲劳强度及断裂韧性等综合机械性能。广泛用于航天、航空、各种热处理设备。随着冶金技术的日益发展，高温合金的综合性能得以进一步提升，使得这种金属材料的加工难度不断增加。

　　1.高温合金的机械特性

　　高温合金的晶格组织细密，并含有许多高熔点合金元素 Fe、Ti、Cr、Ni、V、W和Mo等，这些合金元素与其他合金元素构成纯度高、组织致密的奥氏体合金。而且有的元素与非金属元素C、B、N等构成硬度高、比重小、熔点高的金属与非金属化合物。使切削加工性能变差。相对45钢的切削性能，高温合金的切削性能只有其5%～20%。高温合金与常用、金属机械属性对比矢量如图1所示。各类高温合金的材料特点相比如附表所示。

　　综合高温合金的切削加工特点如下：

　　（1）切削力大：高温合金的塑性好、强度高。在较高温度时，仍保持高强度。加工时所需切削力是普通合金钢材料的2~5倍。

　　（2）切削热量高：高温合金的导热系数小，加工时热量集中在切削区，不易扩散。致使切削刀具迅速磨损。

　　（3）切削表面硬化严重：高温合金的硬度不高，但塑性好。加工时切削区的晶格扭曲严重，冷作硬化现象高。已加工表面硬度比基体硬度高50%~99%。

　　（4）刀具磨损快，使用效率低：高温合金中含有大量的硬度高、比重小、熔点高的金属间化合物及非金属化合物，构成硬质点。使刀具机械磨损加剧。由于切削力大、切削温度高。在高温高压下，刀具与被切削材料极易产生黏接而造成黏接磨损。此外，在高温下切削，材料与刀具间的金属扩散现象加大，产生扩散磨损。极端情况下，一些普通材料的刀具（如高速钢类刀具），甚至无法完整切削高温合金。

　　（5）零件加工精度难以保证：由于前述几项原因，高温合金的表面加工完整性较难保证，精加工时常常在粗加工时产生的冷作硬化层中进行，有些刀具材料无法完成一个加工面的完整切削。特别是孔加工时的铰削加工，在加工时刀具本身对材料有挤压作用，极易发生黏刀、产生积屑瘤、刀具崩刃等现象。终破坏加工表面。

　　2.加工高温合金的刀具材料选择

　　由于高温合金材料的难加工特性，使得选择适当的刀具材料来加工高温合金，至关重要。刀具材料的不同对高温合金的加工效率、表面加工质量有着明显效果。理论上加工高温合金首选陶瓷刀具，其次带涂层硬质合金刀具，再次无涂层硬质合金刀具，次采用高速钢刀具。而各种刀具材料的选择要根据零件的加工要求、加工方式、工艺条件、加工环境、经济性等多项条件来决定。各种刀具材料的高温硬度与韧性的关系如图2所示。

　　由图2可知，金刚石、立方氮化硼、陶瓷类刀具硬度高，但韧性稍差。加工时易出现崩刃现象。可在连续无间断切削、开放式加工条件下优先选用。如外圆或端面的精加工车削。金属陶瓷、涂层硬质合金、细颗粒硬质合金（带涂层）、细颗粒硬质合金、无涂层硬质合金类硬度较高、韧性较好，适合在多种情况下加工高温合金。而高速钢及涂层高速钢韧性好，但硬度低。适合制作形状复杂的成型刀具。

　　3.加工高温合金刀具的几何角度选择

　　在相同的加工、冷却条件下刀具的几何角度不同。对切削加工的结果有着深远的影响。实验数据表明，在切削区域，切削过程中所产生的切削热约64%由切屑带走，18%导入工件，12%导入刀具，8%由周围介质（如切削液或空气）带走。因此，加快切屑的流速，使切削热快速流出切削区域，是降低刀具发生磨损的有效措施。高温合金的导热性差，与刀具的粘接倾向大。材料中包含的金属间化合物及非金属化合物所形成的硬质点，加剧了刀具的磨损。同时也加大了切削热的产生。综合各项原因考虑，加工高温合金刀具应达到以下几点要求；

　　（1）在不影响刀具强度的情况下，尽量加大刀具前角γo。使切屑尽快流出切削区域，将热量尽快带离切削区域扩散。使切削区域温升降低，以减少刀具磨损发生。一般情况下γo≈10°不采用负倒棱。

　　（2）尽可能的减小刀具后角αf。后角的减小，使刀具的强度加大、刀具楔角增大。增大了刀具散热能力、减小了刀具磨损发生。通常采用αf=6°～8°。因高温合金切削后的表面易反弹，与刀具后刀面产生强烈摩擦。产生高温，磨损刀具。宜在切削区外磨出第二后角，以减少摩擦生热。第二后角αfˊ=10°～15°。

　　（3）粗加工时刃倾角λS=-5°～-10°，精加工时刃倾角λS=0°～3°。

　　（4）刀尖圆弧半径0.5～2mm，粗加工时取大值。