铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，广泛应用于各大行业，也是切削刀具经常碰到的一种材质，在铣削加工铝合金过程中常出现缠屑，表面光洁度不好，亮度不够等问题，目前加工铝合金的刀具材质有硬质合金刀具，金刚石刀具（刀片），单晶刀片等材质，那么具体哪种刀具加工效果好呢？且看正文。

首先了解铝合金的性能、分类及应用行业

1、铝合金的性能

（1）质轻且柔软。铝的密度为2171 g/ cm3 ,约为钢密度(7187 g/ cm3) 的三分之一;杨氏模量也约为钢的三分之一。

（2）强度好。纯铝的抗拉强度约为80 MN/ m2，是低碳钢的五分之一。但经过热处理强化及合金化强化,其强度会大幅增加。如铝合金车体常用的材质6005A —T6，它的最低抗拉强度为360 MN/ m2 ,能达到低碳钢相应的强度值。

（3）耐蚀性能好。铝合金的特性之一是接触空气时表面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止腐蚀，,所以耐蚀性能好。若再对其实施“氧化铝膜处理法，就可以全面防止腐蚀。

（4）加工性能好。铁道车辆用型材挤压性能好，二次机加工、弯曲加工也较容易。

（5）易于再生。铝的熔点低(660 ℃) ，再生简单。在废弃处理时也无公害，有利于环保，符合可持续发展战略。

2、铝合金的分类

    铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金（简称压铸铝）两大类：

形变铝合金可加工成各种形态、规格的铝合金材，能承受压力加工。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类。分别成为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金。

3、铝合金的应用行业

（1）汽车行业：如汽车发动机缸体、缸盖，油泵壳，变速箱壳体，轮毂，活塞，车门，保险杠，箱底板，侧面支杆，冲压车轮等。

（2）航空航天行业：如飞机框架、整体壁板、起落架支柱、蒙皮，螺旋桨、油箱等，

（3）3C行业：如手机、MP3、MP4、平板等电子产品的外壳，按键等。

（4）其他行业：如轨道交通，机电，建筑等行业也在广泛使用，如轨道交通行业中主要用作轨道车辆的体结构件、车身板，车门窗和货架、蒙皮板。发动机零件、气缸体、气缸盖等。如建筑行业中主要用作门窗、幕墙、室内外装饰、隔热铝型材、结构架等；

其次确定加工铝合金用的刀具材质

    从铝合金的切削加工性可知，无论从砂轮还是从零件的精度和表面粗糙度等方面而言，均不能采用磨削工艺对铝合金进行切削加工，所以只能采用机械加工工艺来完成。目前加工铝合金的刀具材质有硬质合金刀具和金刚石（PCD）刀具两种，金刚石刀具又分为聚晶金刚石刀具（刀片）和单晶刀具，具体介绍如下：

1、硬质合金刀具

硬质合金是最早用于加工铝合金零部件的刀具材质，硬质合金刀具具有良好的硬度和韧性，由于部分铝合金比较粘，极易产生积屑瘤，所以一般选择YG类硬质合金刀具，可以减少刀具与铝合金的化学亲和力。采用3刃铣刀，其次因为加工情况的差异，也会用到2刃球头刀，或4刃平底刀。但由于硬质合金自身的性能原因，用于软铝的加工更多一点，对于高光要求高，批量生产的压铸铝零件，建议选择金刚石（PCD）刀具。

2、金刚石（PCD）刀具

    金刚石（PCD）刀具切削加工铝合金效果俱佳，首先硬度高，耐磨性好，可在切削速度高于硬质合金刀具的基础上，高速车削、铣削铝合金零件，而且可获得硬质合金刀具无法达到的高光高亮要求。

    金刚石（PCD）刀具分为聚晶金刚石（PCD）刀具和单晶金刚石刀具，聚晶金刚石（PCD）刀具是由人工合成的金刚石粉末与结合剂按一定比例，在高温高压下烧结而成的一种金刚石刀具，称为聚晶PCD刀具。而单晶金刚石刀具同样有天然和人造之分，一般是区分不出来的。

3、金刚石（PCD）刀具相比硬质合金刀具加工铝合金的优势

（1）金刚石刀具硬度高于硬质合金，所以耐磨性就好，刀具寿命长，可减少换刀次数，提高生产效率；

（2）金刚石刀具所加工出的铝合金工件光洁度更高，尤其单晶金刚石刀具可达到Ra0.1以内的表面粗糙度。

（3）金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，天然单晶金刚石刀具可高达0.002～0.008μm，能进行超薄切削和超精密加工。 

最后介绍一下加工铝合金都用哪些金刚石（PCD）刀具结构

1、PCD车刀

车削加工是非常常见的基础加工方法，通常适用于圆柱表面预定公差的实现。PCD车削铝合金过程中，进刀速度、吃刀深度和切削速度这切削三要素和刀具性能都会影响铝合金零件成品的表面质量。

PCD车刀有标准车刀片和PCD焊接车刀两种结构。PCD标准车刀片属于国标型号，直接提供均可。

CDW302材质是以硬质合金为基体，只有切削刃部位是金刚石材质，焊接牢固，不会造成脱焊现象，而且耐磨性和抗震性好，切削性能稳定，其中车削加工工序在碳碳复合材料坩埚零件中应用较多。

2、PCD铣刀

铣削加工是复合材料机械加工中应用最多的一种方式，铝合金的铣削加工通常采用CDW302材质PCD铣刀，如果要求高光效果选择CDW010材质，如果要求镜面效果则选择CDW850材质。对于尺寸较小的铣刀焊接PCD刃口很难，失败率很高，这时就选择金刚石涂层铣刀，CDW302材质是2μm和25μm的混合粒度，具有优良的耐磨性，刃口强度和刃口质量，其良好的韧性和较高耐磨性，确保复合材料零件的加工质量。

3、单晶刀具

单晶金刚石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，切削出来的效果非常光亮，是公认的、理想的超精密加工刀具。

同时铝合金材料主要就是要求高光效果，所以在金刚石刀具无法满足高光要求的情况下，可以选择单晶金刚石刀具。