陶瓷刀具的应用与发展
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２ ２ 氮化硅 系陶瓷 刀具 ．
或 ｓ Ｎ 陶瓷为基础而复合成 的新一代新型陶瓷刀具 ｉ 材料 ， 有 比纯 Ａ ， 具 １Ｏ 陶瓷 或 ｓ， ｉＮ 陶瓷好 得 多 的物理 机械性能。例如 ， １ 。ＴＣ复合陶瓷 ， Ａ： 一 ｉ Ｏ 其抗弯强度达 到 了 ７０— ０ Ｐ 。而且伴 随着 颗粒 增 韧 、 米增 韧 ０ ８０Ｍ ａ 纳 等方法的深入研究 ， 复相 陶瓷刀具材料的性能不 断提
主 要发展 方 向。 关键 词 ： 陶瓷 刀具 干切 削 切 削 用量 中图分 类号 ： Ｇ７ １ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ｂ
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陶 瓷 刀具 的 应 用 与 发 展
闫 石 陈 爽 张葆 青
（ 中国物理 研 究院流 体 物理研 究所 ， 四川 绵 阳 ６ １０ ） ２ ９０ 摘 要 ： 要介 绍 了陶瓷 刀具 的分 类 、 主 陶瓷 刀具 的优 良切 削性 能 以及利 用 陶瓷 刀具在 实 际加 工 中如 何进 行切 削 用量 的合 理选 择 。此外 。 还分 析 了 陶瓷刀 具 的几个 缺 点 以及 在 未 来 的研 究 和 发展 中 ， 瓷 刀具 的 陶
致可分 为 氧化 铝 系 、 化硅 系 以及 增 韧 陶 瓷 刀具 。 目 氮
的要求 ， 现在正被推广应用到机械加工的各个领域。
前世界上生产的陶瓷刀具 近九成为氧化铝系 ， 其他 多
为氧化 硅 系 。但 近 年 来 由于 增 韧 陶 瓷 刀 具 的深 入 研
１ 陶 瓷 刀 具 的 产 生
高温 、 抗磨损和抗腐蚀等特性 ， 陶瓷作为一种新的机械
工程 材料 ， 越 被人 们所 重视 。 越来
抗弯强度 ７０～ ０ Ｐ ， ０ ｌ ０Ｍ ａ具有 良好 的耐热冲击性。 １
现在 应用 广泛 的氮 化 硅 系 陶 瓷刀 具 材 料 主要 有 ：
・
， 一
ＬＵ ｆ ｌ
，朋
陶瓷刀具最早出现在德 国，９８年德 国古萨公司 １３ （ ｉａＤ ｇｓ ） Ｔｍ ｅｕｓ 首先取得刀具陶瓷的专利。但直到上 ａ 世纪 ５ ０年代初 ， 陶瓷才作为切削刀具被正式使用并逐 步商品化。最初的陶瓷刀具主要成分为氧化铝 ， 这种 陶瓷刀具抗弯强度很低（５ ４０Ｍ ａ ， ３ ０— ５ Ｐ ） 冲击韧性和 可靠 性 差 ， 以没 有 被 推 广 使 用 。之 后 经 过 科 学 家 的 所
高 温下 有较 好 的化学 稳定 性 、 耐磨 性 和耐热 性 ， 温硬 高 度高 ， 月牙洼 磨 损率较 低 ， 高温 时刀具 与工 件 间不产 且
生化学反应 ， 表面加工粗糙度值小。氧化铝系陶瓷刀
具 主要 有 ： 氧化 铝 陶 瓷刀 具 ， 化铝 一 化物 陶 瓷刀 纯 氧 碳 具 ， 化铝 一 氧 氮化 物 、 硼化 物 陶瓷刀具 。
不 断研 究 ， 复合 陶瓷 刀具 研 制成 功 ， 种 以 Ａ ， 这 １ 陶瓷 Ｏ
究， 各种增韧方式不断涌现 ， 使得增韧陶瓷刀具的应用 愈加的广泛 。
２ １ 氧化 铝 系陶瓷 刀具 ．
目前 市场上 应 用 最 多 的就 是 氧 化 铝 系 陶 瓷刀 具 。
该系陶瓷刀具材料是以氧化铝为主体的陶瓷材料 ， 在
随着机械加工技术的不断发展 ， 人们对提高加工 效率和降低生产成本的要求越来越高 ， 各种新式刀具 不断涌现 。陶瓷刀具作为一种新 型切削刀具 ， 由于其
良好 的高 速切 削性 能 ， 能进 行 干切 削 ， 足 了加工 者 并 满
２ 陶瓷刀具 的分类
陶瓷刀具材料 的品种、 牌号很多 ， 按其主要成分大
氮化硅系陶瓷刀具是以高纯度的 ｓ Ｎ 为原料 ， 添 加 Ｍ Ｏ Ａ 。Ｙ Ｏ 等为助烧结剂 ， ｇ 、１ 、 ， Ｏ 通过热压成形烧 结而成 ， 是上世纪 ８ 年代发展起来的刀具材料。其性 ０
能在 很 多方 面超 过 了氧化 铝基 陶瓷 ， 度 ＨＲ ９ — ４， 硬 Ａ３９
高。此外 ， 由于细化晶粒加上 陶瓷 固ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的高硬度及耐
５ ・ ３
● 主题：绿色制造技术
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或 ｓ Ｎ 陶瓷为基础而复合成 的新一代新型陶瓷刀具 ｉ 材料 ， 有 比纯 Ａ ， 具 １Ｏ 陶瓷 或 ｓ， ｉＮ 陶瓷好 得 多 的物理 机械性能。例如 ， １ 。ＴＣ复合陶瓷 ， Ａ： 一 ｉ Ｏ 其抗弯强度达 到 了 ７０— ０ Ｐ 。而且伴 随着 颗粒 增 韧 、 米增 韧 ０ ８０Ｍ ａ 纳 等方法的深入研究 ， 复相 陶瓷刀具材料的性能不 断提
主 要发展 方 向。 关键 词 ： 陶瓷 刀具 干切 削 切 削 用量 中图分 类号 ： Ｇ７ １ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ｂ
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陶 瓷 刀具 的 应 用 与 发 展
闫 石 陈 爽 张葆 青
（ 中国物理 研 究院流 体 物理研 究所 ， 四川 绵 阳 ６ １０ ） ２ ９０ 摘 要 ： 要介 绍 了陶瓷 刀具 的分 类 、 主 陶瓷 刀具 的优 良切 削性 能 以及利 用 陶瓷 刀具在 实 际加 工 中如 何进 行切 削 用量 的合 理选 择 。此外 。 还分 析 了 陶瓷刀 具 的几个 缺 点 以及 在 未 来 的研 究 和 发展 中 ， 瓷 刀具 的 陶
致可分 为 氧化 铝 系 、 化硅 系 以及 增 韧 陶 瓷 刀具 。 目 氮
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前世界上生产的陶瓷刀具 近九成为氧化铝系 ， 其他 多
为氧化 硅 系 。但 近 年 来 由于 增 韧 陶 瓷 刀 具 的深 入 研
１ 陶 瓷 刀 具 的 产 生
高温 、 抗磨损和抗腐蚀等特性 ， 陶瓷作为一种新的机械
工程 材料 ， 越 被人 们所 重视 。 越来
抗弯强度 ７０～ ０ Ｐ ， ０ ｌ ０Ｍ ａ具有 良好 的耐热冲击性。 １
现在 应用 广泛 的氮 化 硅 系 陶 瓷刀 具 材 料 主要 有 ：
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陶瓷刀具最早出现在德 国，９８年德 国古萨公司 １３ （ ｉａＤ ｇｓ ） Ｔｍ ｅｕｓ 首先取得刀具陶瓷的专利。但直到上 ａ 世纪 ５ ０年代初 ， 陶瓷才作为切削刀具被正式使用并逐 步商品化。最初的陶瓷刀具主要成分为氧化铝 ， 这种 陶瓷刀具抗弯强度很低（５ ４０Ｍ ａ ， ３ ０— ５ Ｐ ） 冲击韧性和 可靠 性 差 ， 以没 有 被 推 广 使 用 。之 后 经 过 科 学 家 的 所
高 温下 有较 好 的化学 稳定 性 、 耐磨 性 和耐热 性 ， 温硬 高 度高 ， 月牙洼 磨 损率较 低 ， 高温 时刀具 与工 件 间不产 且
生化学反应 ， 表面加工粗糙度值小。氧化铝系陶瓷刀
具 主要 有 ： 氧化 铝 陶 瓷刀 具 ， 化铝 一 化物 陶 瓷刀 纯 氧 碳 具 ， 化铝 一 氧 氮化 物 、 硼化 物 陶瓷刀具 。
不 断研 究 ， 复合 陶瓷 刀具 研 制成 功 ， 种 以 Ａ ， 这 １ 陶瓷 Ｏ
究， 各种增韧方式不断涌现 ， 使得增韧陶瓷刀具的应用 愈加的广泛 。
２ １ 氧化 铝 系陶瓷 刀具 ．
目前 市场上 应 用 最 多 的就 是 氧 化 铝 系 陶 瓷刀 具 。
该系陶瓷刀具材料是以氧化铝为主体的陶瓷材料 ， 在
随着机械加工技术的不断发展 ， 人们对提高加工 效率和降低生产成本的要求越来越高 ， 各种新式刀具 不断涌现 。陶瓷刀具作为一种新 型切削刀具 ， 由于其
良好 的高 速切 削性 能 ， 能进 行 干切 削 ， 足 了加工 者 并 满
２ 陶瓷刀具 的分类
陶瓷刀具材料 的品种、 牌号很多 ， 按其主要成分大
氮化硅系陶瓷刀具是以高纯度的 ｓ Ｎ 为原料 ， 添 加 Ｍ Ｏ Ａ 。Ｙ Ｏ 等为助烧结剂 ， ｇ 、１ 、 ， Ｏ 通过热压成形烧 结而成 ， 是上世纪 ８ 年代发展起来的刀具材料。其性 ０
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５ ・ ３
● 主题：绿色制造技术