我們都知道高速切削加工的刀具材料除了滿足高硬度、耐磨性、強度、韌性、抗氧化性及抗粘結(jié)性、工藝性和經(jīng)濟性的要求外，還應(yīng)具備高的耐熱性、抗熱沖擊性，良好的高溫力學(xué)性能和高可靠性。不同的刀具材料，適用加工的工件材料不同。隨著發(fā)動機活塞材料含硅量的增多，材料的加工性能下降，以往沿用的硬質(zhì)合金刀具就難以勝任了。那么加工硅鋁用什么刀具最好？

其實切削高硅鋁合金的理想刀具材料是PCD刀具，PCD刀具比較適合加工硅鋁合金，尤其適合加工含硅量高的鋁合金零件。PCD刀具是加工鋁合金，特別是高硅鋁合金最為有效的刀具材料，也是這種刀具材料使用的最為廣泛的加工領(lǐng)域。
切削加工性差的原因：
硅鋁合金特別是高硅鋁合金能否應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的零件，在很大程度上取決于它的切削加工性能，它比其他鋁合金的切削要困難。切削這種合金時刀具磨損非常嚴重，因為這種合金的基體是粗大的、一次析出的硅結(jié)晶體就像砂輪一樣，以很高的顯微硬度作用在刀具上，當(dāng)含硅量增加到17%～18%時，刀具磨損更為嚴重。此外，在切削加工高硅鋁合金鑄件時，在刀尖上常會產(chǎn)生積屑瘤，其高頻的生長與脫落，往往使加工表面粗糙度增大。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的主要原因是由于高硅鋁合金是一種高延性、高脆性的復(fù)合材料，脆性粒子硅分布在延性的基體鋁中。
加工性能的改善措施，為了提高改善高硅鋁合金的切削加工性能，主要采取以下幾方面的措施：
1.進行細化處理
試驗與使用證實，對高硅鋁合金進行細化處理不僅使初晶硅細化，而且還可使其分布均勻。用含19%的Al、1.0%的Si、0.4%的Mg及少量錳合金砂型鑄件進行的車削結(jié)果表明，經(jīng)細化處理使加工表面粗糙度明顯降低。此外，細化初晶硅可使刀具磨損顯著減輕。
2.加入合金元素
在硅鋁合金中加入0.5%的Cu即可改善砂型和金屬鑄件的表面粗糙度。磨削試驗結(jié)果表明，加工含1.0%的Cu、1.0%的Mg和1.0%的Ni的硅鋁合金工件時，其表面粗糙度比加工不含這些元素材料時要低。
3.加入易切削元素
在硅鋁合金中加入1%的Pb或1%的Bi可使刨削后的工件表面撕裂現(xiàn)象減少，切屑易于碎斷。如加入2%的Cu還能作進一步改善，可使銑削后的工件表面刀痕減少，切屑卷曲成圈。此外，在硅鋁合金中加Sn元素可減小車削、銑削和鉆孔時的切削力，并能得到良好的加工表面而不影響其機械性能。
4.熱處理
熱處理可改善鋁合金的切削性能。硅鋁合金加熱時，α固溶體因強化相溶入而帶來的濃度變化，其晶體結(jié)構(gòu)并未改變，硅鋁合金淬火后基體組織并未變化，仍保持了硅鋁合金原有的良好塑性，而且因脆性第二相溶入基體有時塑性反而進一步提高。強度則因基體合金元素濃度的增加而提高，即獲得了固溶強化。由此可知，強化熱處理后的硅鋁合金切削加工性反而得到了提高。
理想的加工刀具
PCD是指將金剛石微粉(粒度為微米級)與少量的金屬粉末(如Co等)混合后在高溫(1400℃)高壓下燒結(jié)而成的聚晶體。市場上作為商品供應(yīng)的PCD復(fù)合片，是由0.5～0.7mm厚的聚晶金剛石層在高溫、高壓下使其牢固地和硬質(zhì)合金襯底結(jié)合的一種超硬復(fù)合材料。它既具備了PCD的高硬度、高耐磨性，又兼有硬質(zhì)合金的良好強度和韌性，因此用PCD復(fù)合片制成的刀具是使用最廣泛的金剛石刀具，被大量應(yīng)用于汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。
總之高硅鋁合金的硬度和耐磨性比其他鋁合金高，切削時刀具交替地切削軟的鋁基和硬的硅顆粒，使用普通硬質(zhì)合金刀具時很容易磨損；同時刀具也很容易產(chǎn)生積屑瘤，因而會使加工精度和表面粗糙度惡化。為了避免積屑瘤和加工硬化，刀刃必須鋒利，刀面必須光滑，PCD刀具正好符合這些要求。希望以上內(nèi)容對讀者有幫助。