什么是CFRP复合材料？其钻孔、铣削能否用金刚石PCD钻头、铣刀？

CFRP复合材料又称碳纤维增强基复合材料，其是以有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，CFRP复合材料不仅具有碳材料的固有本性特征，还兼备了纺织纤维的柔软可加工性，CFRP复合材料的强度是钢铁的5倍，重量却只有钢的1/5，耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)以及抗热冲击性更是一绝，在对材料轻量化和卓越性的追求越来越高的今天，CFRP复合材料在航空航天、医疗器械、汽车工业等领域的应用十分广泛，而华菱超硬作为超硬刀具国产化的先驱，在CFRP复合材料铣削、钻孔等加工领域有着丰富的经验以及成功案例，今天我们就根据华菱超硬官网展示的数据案例来聊一聊CFRP复合材料铣削、钻孔的难点以及金刚石PCD铣刀、钻头的选择。

一、CFRP复合材料的加工难点

CFRP（碳纤维复合材料）在加工过程中，由于CFRP复合材料内部的不均匀性经常会出现拉丝和脱离，CFRP复合材料的切削过程是碳纤维断裂的负载过程，工件和切削刀具之间摩擦升温，会产生切削热，并且在切削过程中不能使用冷却液，不能快速散出的切削热又将热量传到刀具上，加速切削刀具的磨损。即便是耐热性和抗氧化性好的硬质合金刀具在切削加工CFRP复合材料时，也会出现刀具磨损严重，零件外表面粗糙有撕裂痕迹，切削加工中需要频繁换刀、磨刀，加工效率低等一系列问题，除了硬质合金刀具，目前CFRP复合材料加工的刀具还有CDW010材质的聚晶金刚石（PCD）刀具、和HPD系列的CVD金刚石涂层刀具，其中CVD金刚石涂层刀具是在硬质合金整体刀具或PCD刀片的基体上做金刚石涂层，可使切削刃耐磨性更高，不仅拥有金刚石的高硬度和耐磨性，而且能在较长的加工周期内保持原有刀具的几何结构，保证加工效果。

二、加工CFRP复合材料的刀具选择

从上述内容中可知，目前加工CFRP复合材料的刀具主要有硬质合金刀具、CVD金刚石涂层刀具、聚晶金刚石（PCD）刀具，但在加工CFRP复合材料时究竟应该怎么选，还要根据具体情况分析。

1、硬质合金刀具。硬质合金刀具采用YG类添加TaC或NbC超细颗粒硬质合金，此类材质刀具耐热性和抗氧化性好，但加工碳纤维复合材料时，刀具磨损严重，零件外表面粗糙有撕裂痕迹，切削加工中需要频繁换刀、磨刀，加工效率低，对操作者的要求高、质量不稳定，不能满足产品的批量生产要求。

2、CVD金刚石涂层刀具。CVD金刚石涂层刀具是在硬质合金整体刀具或PCD刀片的基体上做金刚石涂层，可使切削刃耐磨性更高，不仅拥有金刚石的高硬度和耐磨性，而且能在较长的加工周期内保持原有刀具的几何结构，保证加工效果。

3、聚晶金刚石（PCD）刀具。聚晶金刚石刀具是目前加工碳纤维复合材料较为理想的刀具，聚晶金刚石PCD的硬度可达9000HV，是硬质合金的4～6倍，具有很高的耐磨性（是硬质合金的几百倍），如华菱超硬CDW010材质，具备优异的耐磨性，同时保持锋利的刃口，可有效地切断纤维，保证较高的表面光洁度，减少刃磨刀具、抛光等辅助时间，减轻操作者的劳动强度，大大提高生产效率。

以上就是笔者根据华菱超硬公开的资料整理出的关于CFRP复合材料的铣削、钻孔加工的难点以及金刚石PCD铣刀、钻头的选择，如果您也有不同的意见或看法，欢迎一起交流讨论。