阀门、轧辊等零部件长期在高温、高压的环境下工作,磨损十分严重,如何进一步提高这些部件的耐磨性或对已磨损部件的表面进行修复,是目前生产中亟待解决的问题。借助等离子弧堆焊技术,在其表面堆焊镍基合金自熔性粉末,可显著减少部件的磨损。而等离子弧堆焊镍基合金硬度高、导热性差,是典型的难加工材料。相对于目前常用的磨削工艺,切削加工方式效率更高、经济性和环保性更好,因此,本文采用PCBN刀具对等离子弧堆焊镍基合金进行硬态切削,研究了切削用量和刀尖圆弧半径对切削力、表面粗糙度、刀具磨损的影响;探究了不同条件下刀具损过程、磨形态及磨损机理;同时还探讨了切削环境对刀具磨损的影响。首先,借助切削力采集系统采集切削力,研究了切削用量、刀尖圆弧对切削力的影响:切削力,随背吃刀量增大而增大,但不成正比增长;随切削速度提高呈大幅下降趋势;随进给量及刀尖圆弧半径的变化规律与传统切削理论吻合。各因素中背吃刀量对切削力影响程度最大,切削速度、进给量次之,刀尖圆弧半径影响最小。而且切削等离子弧堆焊镍基合金时的背向力大约是其主切削力的2倍,其单位切削力是淬硬钢的2~4倍。其次,使用粗糙度测量仪采集已加工表面粗糙度,研究了各因素对粗糙度的影响:表面粗糙度,随着进给量和刀尖圆弧半径的增加而增加;随着切削速度的增加,呈先减小后增大的趋势;其与背吃刀量的关系较为复杂。各因素中背吃刀量对表面粗糙度的影响程度最大、进给量和刀尖圆弧半径次之,切削速度影响最小。车削获得的表面粗糙度均小于1.3μm,表面质量总体较好,具备“以车代磨”的基本条件。然后,观测刀具磨损情况,研究了各因素对刀具磨损的影响:随背吃刀量增加和刀尖圆弧半径的减小,刀具后刀面磨损量增大;速度增加,后刀面磨损量先减小后增大;进给量增加,后刀面磨损量反而减小。各因素中背吃刀量对后刀面磨损的损影响程度最大,其次是进给量、刀尖圆弧半径,切削速度影响最小。中、低速下刀具主要发生后刀面磨损,并且刀刃局部发生微崩刃,刀具的主要磨损机理为磨料磨损和粘结磨损;高速下刀具磨损形态以月牙洼磨损为主,主要磨损机理为氧化磨损、相变磨损和扩散磨损。最后,对比研究了不同速度下切削环境对刀具磨损的影响:相对于干式切削,湿式和准干式切削均能够有效地减小刀具磨损,且高速下效果更加显著;准干式切削高速下的减磨效果可与湿式切削相媲美,而且环保节能,因此值得进一步研究。