在加工镍基高温合金过程中，由于加工产生的淬硬影响，工件表面变硬，产生很大的应力，降低了切削效率，小的工件甚至会出现变形。因此，加工高温合金必须要注意，一般选用锋利的、带有正前角的刀具，保证足够的进给量和吃刀深度，避免刀具和工件发生摩擦。甚至在切削状态较好的情况下，由于工件的变形也会产生应力。为了最大限度保证尺寸精度，建议粗加工去除大部分余量，时效去除应力后，再最后精加工到最终尺寸。

1 高温合金的分类

为加工起见，高温合金分为以下几类：
A 类：成分中含有95%以上的镍，这类合金力学性能一般，但具有很高的韧性，仅在冷加工过程中发生硬化。这类合金在退火热处理后非常粘。包括镍基200、201、205、212、222。
B 类：包括大部分的镍-铜合金。跟A 类比较，这种合金仅在冷加工中硬化。这部分合金有很高的强度和稍微低一些的韧性。这类合金包括铜镍400、401、450，费瑞合金，殷钢36、48，科瓦合金，以及因康镍MS250。
C 类：包括大量固溶镍铬铁合金，与奥氏体不锈钢类似。这类合金仅在冷加工中变硬。这些合金包括镍基270，铜镍K-500（未时效），因康600、601、690，镍铬钛合金75、86。耐热因康800、800HT、802、825。DS 因康330、020。
D 类：包括主要的时效硬化合金，又可分为两类：
D-1 包括未时效耐腐蚀的镍铝合金301，未时效耐热因康925，MA956，以及未时效的尼斯盘铁镍合金902.
D-2 包括D-1 中时效的，其它的时效和未时效两种状态的，包括时效的耐腐蚀镍铝合金301，时效的铜镍K-500，因康617、625、706、718、X-750、751、MA 754，镍铬钛80A、81、90、105、115、263、901、PE11、PE16、PK50，耐热因康903、907、909，时效的尼斯盘铁镍合金902，因康G-3、C-276、HX。
E 类：仅包括铜镍R-405。这类合金用于制造大批量的机床夹具。铜镍R-405。这类合金结合了镍铜400 的韧性、强度及耐腐蚀性，有很好的加工性能。但表面质量不如铜镍400。

2 切削液

几乎所有的切削液都能用于镍基合金的加工。在实际中，镍基合金对普通硫化切削油有很好的适应性；硫化油能提高润滑并防止粘刀。如果工件和油液的温度过高，将容易在工件表面出现硫染色，硫染色很容易用氰化钠溶剂清洗掉。在热处理（包括焊接处理）前必须清理硫染色，因为在高温时，硫染色容易破坏表面晶格。为了避免晶粒间的腐蚀，工件要浸入溶剂中足够的时间清洗掉硫染色。高速切削会产生很高的温度，这时不能使用硫化油，因为硫会使硬质合金刀具变脆。（刀具基材中含有镍或者钴，这两种元素在高温时对硫侵蚀很敏感）。但是用冷却浇注的方式能充分冷却刀具可以避免基材断裂。
水基切削液是高速车削、铣削以及磨削的首选，因为水基切削液能产生很高的冷却效率。
低速切削，像钻、镗、攻丝以及拉削，需要浓度高的切削液保持很好的润滑。在钻削镍基200 和因康X-750时需要切削油。在钻、攻小直径孔时，排屑空间有限，溶剂必须稀释保持液流畅通。在一般简单的车削操作中，用喷雾冷却就足够了。

3 车削

在单刃车削镍基合金操作中，车刀必须具有正前角，这样金属始终处于切断状态而避免发生挤压过程，如果使用负前角就会产生挤压过程。正前角的第二个作用就是引导切屑从加工表面脱离。副切削刃是正前角也是重要的，角度必须保持足够大的空间，同时又能支撑起切削刃。刀尖半径要保持刀尖的强度并有助于散热。刀尖半径在推荐使用的刀具中给定。
切屑控制：如果使用设计合理的刀具，镍基合金的排屑不存在大的问题。高速钢（HSS）刀具需要卷屑，比如普通的焊接刀具。焊接刀片应当有合理的前角，足够的宽度和深度保证产生的切屑卷曲并断屑，而不是呈现块状或者节状。硬质合金刀具应当能够碎屑。刀具前角是平的，和碎屑面相交。相交的平面角度必须保持很小。这两个面之间的夹角必须是125"到135"之间。小的刀尖半径和适当的角度能阻止产生断屑粘刀。断屑的宽度和深度依赖使用的进给速度。
刀具材料：硬质合金刀具允许很高的切削速度，大部分的车削包括断续车削推荐使用硬质合金刀具。在适当的切削速度下，推荐使用铸造合金刀具加工A 类高温合金材料。铸造合金刀具不推荐使用于断续车削。高速钢刀具适用于粗加工时的不平整表面。高速钢刀具也用于最终的精加工，以及少量的硬化表面加工。

 4 拉削

尽管D 类材料在时效处理后拉削时比较平滑，在拉削时仍需要很高的压力，不论是经过时效的还是没有时效的都一样。因此切削液推荐使用硫化油。拉削速度和角度见表1.

 5 钻削

在钻削镍基合金过程中，应当使用固定的速率。如果允许刀具停顿，那么孔底的金属会出现淬硬，从而很难继续钻削，甚至钻头断裂。装夹尽可能保持刚性。推荐使用短钻头，在任何情况下尽可能使用钻模。对于A 类和B类材料，标准的高速钢钻头就能满足要求。带镶套的重型高速钢钻头推荐适用于C 类和D 类材料。钴高速钢钻头有很长的使用寿命。如果镶套比较薄，减轻切削压力并保持有效臂长。增加钻头角度至135°是很有效的。
扁钻用于深孔钻削和大孔径，超过40mm 或者更大的孔径。刀刃固定在一个刀套上，刀套固定在刚性刀杆上，之间有轴承和机床尾座连接。扁钻用高速钢制成，切削刃用硬质合金。钻孔前用小的钻头钻出引导孔。
枪钻主要用于钻50mm 以下的深孔，但基本上很少钻超过40mm 的孔径。枪钻和深孔钻推荐使用高浓度的硫化油，对于5mm 的孔，冷却液压力要达到5.5MPa，对于50mm 的孔，压力可以降至1.4MPa。

6 铣削

铣削的基本要求是精度和表面质量，因此必须有锋利的刀具、刚性好的机床和夹具，高速钢刀具（M2 和M10） 是最适合铣削的，因为铣削通常是断续切削的过程。合适的进给和切削速度是很重要的，比如太小的进给量，就像摩擦一样，就会产生淬硬层。因为有摩擦淬硬，在开始切削时要避免顺铣，这个技巧是基本的常识。另外，向下的切削有助于提高刚性减少振动。顺铣的不利因素是要增加控制工作台的反冲力。端面铣要优于平面铣，因为可以减少淬硬和振动。铣削中的切屑和车削中的问题相同。标准的铣刀提供足够的容屑槽。
优选的重切削铣刀有12°的正向前角和45°的轴向前角。适用于高强度合金材料的轻切削的铣刀有12°的径向前角和18°的轴向前角。这些刀具要求低的切削速度（3～6m/min）和小切削量。速度允许，轻切削铣刀可以产生很高的效率。
镍基合金的精加工铣刀应当是高度螺旋结构，12°正的径向前角，52°～65°的螺旋槽（正的轴向前角）。交错齿分布，刀齿交替螺旋方向，这样有利于铣槽加工。对于窄槽推荐用高速钢切槽刀。可换高速钢端铣刀的刀片应当设计成正前角和螺旋角。除立铣刀和小直径铣刀外，基本的铣刀刀头应当设计成7°的轴向前角（螺旋角）和15°的径向前角。主后角是7°～8°，副后角是12°～14°。

7 磨削

磨削镍基高温合金与磨削普通钢材没有太大的区别。如果磨削余量不大，精磨和粗磨在磨床上先后依次完成。如果要求磨削的精度比较高，最后粗磨完成后，特别是容易淬硬的材料，要让工件冷却到室温，这样可以释放应力，减少变形，最后精磨到尺寸。
要得到好的效果，应当采用湿磨，用250kg 的水和1kg的苏打水混合液或者50 份的水勾兑1 份的溶质，在磨削过程中能起到很好的润滑作用。铬酸钠加入磨削液中可以防止设备的腐蚀。
一般情况下，金刚砂轮适用于镍基合金材料A、B、D-1，氧化铝砂轮适用于镍基合金材料C和D-2。磨削压力要足够大，要能引起砂轮的小量破损。砂轮制造商应当给出了砂轮的使用说明。
在表面磨削过程中，46~60 氧化铝砂轮能产生最好的表面质量。为了避免在磨削过程中的变形，工件的应力状态要均匀。砂轮接触和压力比较小时能避免太大变形，特别是退火材料，往复式工作台要好于旋转式工作台。往复式工作台减少砂轮接触，减轻工件变形。

8 结论

镍基高温合金属于难加工材料，对于其加工，总结了车、拉、钻、铣、磨等基本冷加工方式的特点及要点，并得出一些基本的参数，对于提高加工效率，降低耗材成本，有很大的借鉴作用。