本文敘述的是使用機夾式刀具直接加工硬度比SKD11更硬的粉末高速鋼進行探討和摸索的加工案例。本次使用的是黛杰公司可換式刀頭型機夾式刀具"QM快魔王（MQX)型"+"高硬度材料用高進給刀片(EPHW型)"（圖1），針對高硬度粉末高速模具鋼的粗加工可行性進行了試驗考證
QM快魔王是一款可以通裝從粗加工到精加工刀片的機夾式多功能刀具。多刃型設計實現(xiàn)高進給加工。高硬度材料用高進給刀片采用耐熱性能、耐氧化性能優(yōu)良的極光系列納米多層復合涂材質DH102，提高了針對加工高硬度材料時因高切削阻力而產(chǎn)生的切削熱的耐久性。
選定粉末高速鋼HAP40(66HRC)為被加工材料，使用3種不同的切削速度做平面切削。刀具使用的是φ16、2刃型，切削參數(shù)：Vcc=60m/min、80m/min、100m/min、fz=0.15mm/t、App=0.1mm、Aee=4mm，順銑、風冷。圖2為加工軌跡，表1為加工結果。刀片的后刀面磨損VBB達到0.2mm后即判定為刀具壽命。
表1中如以Vc=80m/min的切屑去除率為基準，再與Vc=60m/min及Vc=100m/min的切屑去除率相比較，切屑去除體積就有顯著的差別。Vc=80m/min為基準的話，Vc=60m/min時約為1.13倍；Vc=100m/min時約為0.5倍。再看加工效率雖有一點差別，但不如切屑去除率差距大。因此，可以驗證出切削速度對刀具壽命的影響比加工效率更大。在實際的加工中，由于更換刀具需要一定的時間，所以，根據(jù)實際想達到的目的是提高加工效率還是刀具壽命，最佳的切削速度將各不相同。
3 SKD11及各種粉末高速鋼的加工性比較
接下來使用多種粉末高速鋼，針對SKD11(60HRC)對比了各自的加工性。對比中使用的粉末高速鋼有HAP40(66HRC)、HAP50(68HRC)、HAP72(70HRC)3種，使用前述同樣的刀具分別做前述同樣的平面加工。切削參數(shù)：Vcc=60m/min、fz=0.15mm/t、Appp=0.1mm、Aee=4mm，順銑、風冷。圖3為刀具磨損曲線圖，本次測試仍以后刀面磨損量VB為0.2mm即為壽命的標準。其中SKD11加工60m后刀片后刀面磨損量為0.17mm，仍可繼續(xù)加工，但表中只列出加工到14m時的數(shù)據(jù)。
從圖3的磨損曲線來看，與HAP40相比HAP50及HAP72的壽命極短，HAP40(66HRC)、HAP50(68HRC)、HAP72(70HRC)的硬度雖分別只提高2度，但從表中數(shù)據(jù)中可以看到60HRC以上的高硬度材料加工中，微量硬度的變化對刀具壽命帶來很大的影響。
圖4 失效時的刃口情況
另外，在高硬度材料加工中，軸向分力呈逐步變大趨勢，同時，隨著后刀面磨損量的增加軸向分力隨之增加。一般情況均是由此引起刀片前刀面出現(xiàn)貝殼狀剝離從而決定刀片壽命。圖4為已到壽命的刀片刃口狀態(tài)。從照片中可以看出在本次試驗中不僅是SKD11，連加工HAP72的刀片表面也未見貝狀剝離，由此證實本刀具可穩(wěn)定加工粉末高速鋼。
4 總結
SKD11(60HRC)的高速粗加工成為常態(tài)的當下，模具的更進一步長壽命化變成新的目標、模具硬度從60HRC升到65HRC的高硬度慢慢也變成了新常態(tài)、甚至到70HRC的高硬度時代來臨！
通過本次驗證試驗，本公司QM快魔王高硬度刀片不僅是可以加工60HRC程度的高硬度材料，甚至可加工更高硬度的材料亦可穩(wěn)定切削。今后，我們將繼續(xù)推進本次的驗證，開發(fā)更好、更適合65HRC以上的粉末高速鋼用的刀具，尋求更加實用的高效率切削參數(shù)，為模具制造業(yè)的轉型升級貢獻全力。
