陶瓷刀具的发展与应用
浅谈陶瓷刀具的切削性能与发展现状
１ 刀具 材料 的发 展
陶瓷 刀具 与其 他材 料 刀具 相 比具有 以下 特 点 ：
（） １陶瓷刀具具有较高 的硬度和耐磨性 。 其硬度达 ９ ￣９ Ｒ ３ ５ Ａ， Ｈ 刀具材 料 的发 展 经历 了工 具钢 、 速钢 、 质合 金 、 瓷 、 高 硬 陶 超硬 大大 提 高 了切 削 能 力和耐 磨 性 。 而可 加工 硬度 高达 Ｈ Ｃ ５的各 从 Ｒ ６ 材 料 ５ 阶段 。刀 具材 料 的发 展实 际 上是 不断 提 高刀 具材 料 的 耐 个 类难 加 工材 料 ， 免除 退火 加工 所 消耗 的 电力和 时 间； 在 高速 条 件 可 热性、 耐磨 性 、 削速 度和 表面 加工 质 量 的过程 。 切 下切 削加 工 并持 续较 长 时间 ， 比使 用硬 质合 金 刀 具平 均 提高 效 率
伴 随 着材 料 的 不 断发 展 ， 转 位 、 功 能 、 用 复合 刀 具和 模 ３ 陶瓷 刀具 使 用过 程 中的 注意事 项 可 多 专 块 式工 具 系统 成为 刀 具结 构发 展 的主 流 。各 种 精密 、 效 、 高 优质 的 可 转位 刀 具 已应用 于 车削 、 削和 钻削 等领 域 。从 刀具 结 构看 ， 铣 可 转位 结 构 的刀 具 已成 为刀 具结 构发 展 的主 流 。 陶瓷 刀具 的 发展 ， 而 无 论 怎样 变化 ， 目前仍 是在 氧 化铝 基和 氮化 硅 基两 大 系列 陶 瓷材
在 ｌ０ ０℃时 仍能 保持 ８ Ｈ Ａ 的高硬 度 。 ２ ０ Ｒ
近 年 来 高速 钢 发 展迅 速 ， 已增 至 ２ 现 ０多 个 品种 ， 其 在通 用 尤 高 速钢 、 中间 高速 钢 、 超硬 高速 钢等 方 面研 制 了一些 新 品种 。在 高 速钢 领 域 里粉 末冶 金 高速钢 发 展迅 速ห้องสมุดไป่ตู้， 其物 理机 械 性能 大 为 改善 ，
陶瓷刀具的发展及应用前景
、
பைடு நூலகம்
陶瓷 刀具 的产 生
早在 ２ ０世纪初 ， 人们 就 致 力 于用 又脆 又硬 的 Ａ２ ３ １ 陶瓷 来 做 刀具 材 料 的研 究 ， 是 长 期 以来 ， ０ 但
Ａ２ ３ １ 陶瓷还 是作 为磨 料制 成 砂轮 的多 ． 很少 用 ０ 而 于切削刀具 。１７ 年澳大 利亚科学 家 Ｒ Ｃ ｒ ｅ ９５ Ｃ ａＶｉ等 在 Ｎ ｔｒ 杂 志上报道 了部 分稳定 氧化 锆的增 韧机 ａｕｅ 理后 ， 陶瓷的强度和韧性大大提高了 ， 使得陶瓷具有
的刀 具 材 料 。
一
十亿美元。陶瓷刀具在最 近 １ ０年 的发 展和改 进方 面所作 的工作 超过 了过 去 的 ４ ０年 。最初 陶瓷 刀片 的使用面 ， 一般为硬质合金 刀片 的 ４ ～１ ％， ％ ２ 以联 邦德 国和美国的使用 比重较 大。但 ８ ０年代之后 ， 联
邦德国在汽车 发动 机生 产车 削 中用 陶 瓷刀 具 已 占 ２ ％， 国汽 车工业 近 ４ ％ 的刀 具是 陶 瓷刀 具 ， １ 美 ０ 欧
种 金 属 的相 互 反 应 能 力 比碳 化 物 、 化 物 低 ， 容 易 氮 不
与金属产生粘结 ， 陶瓷 刀具与 钢产生粘 结 的温 度在
１３ ＂ ５８ Ｃ以上 ， 比制造 硬质合 金 的各 种碳 化物 的粘结
２ 一 ４
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胡笛川 陶瓷刀具 的发展及应用前景
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内蒙古 电大学 刊
２ ０ 年 第 ９期（ ０６ 总第 ８ ５期）
陶 瓷 刀具 的发 展 及 应 用 前 景
胡 笛 川
（ 内蒙古 机 电职业 技术 学院 ， 内蒙古 呼和浩 特 ００ ５ ） １０ １
陶瓷刀具的发展及其应用
陶瓷刀具的发展及其应用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,并能进行干切削,满足了加工者的要求,现在正被推广应用到机械加工的各个领域。
1陶瓷刀具的产生陶瓷刀具最早出现在德国,1938年德国古萨公司首先取得刀具陶瓷的专利。
但直到上世纪50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,冲击韧性和可靠性差,所以没有被推广使用。
之后经过科学家的不断研究,复合陶瓷刀具研制成功,这种以Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷为基础而复合成的新一代新型陶瓷刀具材料,具有比纯Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷好得多的物理机械性能。
由于细化晶粒加上陶瓷固有的高硬度及耐高温、抗磨损和抗腐蚀等特性,陶瓷作为一种新的机械工程材料,越来越被人们所重视。
陶瓷刀具的品种、牌号很多，按其主要成分大致可分为氧化铝(Al2O3)系和氮化硅(Si3N4)系两大类。
目前世界上生产的95%的陶瓷刀具属于氧化铝(Al2O3)系，其它为氮化硅(Si3N4)系。
由于陶瓷刀具的强度和韧性低，加工时易发生破损(特别是早期破损)，因此在一定程度上限制了陶瓷刀具的应用。
鉴于Si3N4陶瓷的韧性和强度较Al2O3陶瓷高得多，因此对陶瓷刀具的增韧、增强处理主要针对以Al2O3为基体的刀具。
增韧Al2O3陶瓷是指在Al2O3基体中添加增韧或增强材料, 目前常用的增韧方法主要有ZrO2相变增韧、晶须增韧以及第二相颗粒弥散增韧等。
ZrO2相变增韧是利用ZrO2在1150 ℃左右发生单斜晶(m—ZrO2)系到四方晶(t—ZrO2)系的可逆相变时伴有3%～5%的体积变化及8%的切应变效应，在基体中诱导出许多裂纹，从而可以吸收主裂纹尖端的大部分能量，达到增韧目的。
晶须增韧是利用晶须的加强棒作用，常用晶须有SiC晶须和Si3N4晶须。
陶瓷刀具在机械加工中的应用
陶瓷刀具在机械加工中的应用随着科技的不断发展，人们对于机械加工的要求也越来越高，洁净度、精度、效率等方面都有所提高。
在机械加工中，刀具是至关重要的一个部分，不同的材料、不同的形状都有不同的用途。
而在这些刀具中，陶瓷刀具也逐渐成为了一种非常重要的刀具。
陶瓷刀具的特点1.高硬度陶瓷刀具适用于硬物材料的加工，因为它的硬度比钢要高，不容易被磨损、折断。
其硬度甚至高于铁氧体磁铁，居于硬度最接近莫氏钻石的二氧化硅和氮化硼之间，是当前硬度最高的金属材料之一。
2.轻质陶瓷刀具要比普通的金属刀具轻很多，这意味着在加工时会减少散热问题，也能减少机床上的压力。
3.耐高温由于陶瓷刀具在机械加工过程中不会产生磨擦热，因此不会使得刀具部件产生弯曲、变形等现象，也能有效避免刀具焊着的情况。
可以更好地完成加工。
4.成本优势它的寿命比起高速钢刀具要长得多，降低了更换刀具的成本，在小批量加工和试生产中使用较为合适。
陶瓷刀具在机械加工中的应用陶瓷刀具主要被应用在机械加工中的数控车、数控铣和线切割等领域。
在这些领域中，陶瓷刀具已经取代了铁、钢等金属刀具，成为高速、精密、耐磨、耐高温的最佳替代品。
陶瓷刀具也逐渐成为了高精度加工设备、微电子工业产品等的重要零部件。
其主要的应用领域包括以下几个方面：1.汽车零部件加工陶瓷刀具被广泛应用于汽车零部件的加工中，如制动器、离合器、发动机节能器等。
在加工过程中，陶瓷刀具能够有效地提高加工精度、降低加工成本。
2.模具加工陶瓷刀具能够精确切割各种硬材料，因此被广泛应用于模具的加工中。
陶瓷刀具在加工过程中不会对模具进行热冲击，保证了模具的质量和寿命。
3.PCB板加工陶瓷刀具广泛应用于PCB板的加工中，能够有效降低加工的时间，提高加工的精度，保证了PCB板的品质。
陶瓷刀具的发展趋势由于陶瓷刀具在机械加工中的应用优势，未来陶瓷刀具将有更广阔的应用前景。
同时，随着材料科学技术的不断提高和创新，陶瓷刀具的硬度和韧性都将达到更高的水平，成为未来机械加工领域中不可或缺的重要零部件。
陶瓷车刀的性能及使用
陶瓷车刀的性能及使用来源：华菱超硬刀具引言陶瓷车刀作为非金属刀具材料，在金属切削领域中广泛应用，本文根据陶瓷刀片、立方氮化硼刀片的种类和性能，浅谈它们的使用区别及其适合加工材质。
（本文出处：华菱超硬刀具----量体裁衣的服务，最优化的刀具解决方案）一，陶瓷车刀的种类及发展脉络陶瓷刀片的种类及发展：陶瓷刀片最明显的发展线条是刀片的韧性依次增强：氧化铝陶瓷刀片—-复合氧化铝陶瓷刀片--氮化硅陶瓷刀片--立方氮化硼刀片。
在金属切削领域，氧化铝陶瓷刀片和氮化硅陶瓷刀片合称为陶瓷刀片；在无机非金属材料学中，立方氮化硼材料归于陶瓷材料大类，立方氮化硼材料刀具的问世，是陶瓷刀具的革命。
我国华菱超硬作为国内最早研究聚晶立方氮化硼材料的研究所之一，最近推出纯氮化硼烧结体陶瓷刀片，其韧性和耐磨性能显著增加。
二，陶瓷车刀的性能及适合加工材料陶瓷刀片比硬质合金刀片相比，可承受2000℃的高温，而硬质合金在800℃时则变软；所以陶瓷刀片更具有高温化学稳定性，可高速切削，但其缺点是氧化铝陶瓷刀片的强度和韧性很低，容易破碎。
因陶瓷刀片耐高温，对高温高速切削更有利，由于陶瓷热导率低，高温只在刀尖，高速切削所产生的热量都随切屑带走，所以大部分研究者认为：氧化铝陶瓷刀片能够，且最好高于硬质合金切削的10倍线速度下进行切削，才能真正体现陶瓷刀片的优点。
为了减低陶瓷刀片对破碎的敏感性，在企图改善其韧性、提高耐冲击性能时，加入了氧化锆或加入碳化钛与氮化钛的混合物。
尽管加入了这些添加剂，但是陶瓷刀片的韧性比硬质合金刀片还是低得多。
另一个提高氧化铝陶瓷刀片韧性的方法是在材料中加入结晶纹理或碳化硅晶须，通过这些特殊的平均起来仅有1纳米直径，20微米长很结实的晶须，相当程度地增加了陶瓷的韧性、强度和抗热冲击性能。
单受其抗冲击韧性限制，一直精车加工领域中使用。
和氧化铝陶瓷刀片一样，氮化硅陶瓷刀片比硬质合金刀片有更高的热硬性。
它耐高温与机械冲击的性能也比较好，与氧化铝陶瓷刀片相比它的缺点是在加工钢时它的化学稳定性不足。
金属陶瓷刀具的性能及发展
金属陶瓷刀具的性能及发展摘要本文研究的是金属陶瓷刀具的性能及发展，首先介绍了金属陶瓷刀具的结构特点及其与普通刀具的比较，然后分析了金属陶瓷刀具的各种性能特性，最后讨论了金属陶瓷刀具在未来的发展趋势和应用前景。
结论表明，金属陶瓷刀具的性能优越，具有较强的耐磨性和耐腐蚀性，可有效提高刀具的使用寿命和加工效率，因此受到了越来越多的重视，未来将会广泛应用于机械加工领域。
关键词：金属陶瓷，刀具，性能，发展Introduction1 Structural characteristics of metal-ceramic tools2 Performance characteristics of metal-ceramic toolsMetal-ceramic tools are superior to ordinary tools in termsof performance. First of all, its wear resistance and corrosion resistance are much higher than those of ordinary tools, so its service life can be effectively improved. Secondly, its cutting edge can maintain a certain degree of sharpness, which can improve the machining precision and surface quality. Thirdly,its red hardness and hardenability are relatively high, so it is more suitable for high-speed and hard machining.3 Development trends of metal-ceramic toolsWith the development of modern industry, metal-ceramic tools have been widely used in various machining fields. The future development of metal-ceramic tools will mainly focus on the following aspects: First, the performance of metal-ceramic tools will be further improved. On the one hand, the structure of the tool will be further optimized. On the other hand, new ceramics will be developed to improve its wear resistance and corrosion resistance. Secondly, the application range of metal-ceramic tools will continue to expand. In the future, it will be widely used in aerospace and other fields. Finally, the cost of metal-ceramic tools will be further reduced, making it more cost-effective.ConclusionMetal-ceramic tools have many excellent properties, such as high wear resistance and corrosion resistance, which can effectively improve the service life and machining efficiency of the tool. In the future, they will be widely used in mechanical machining field.。
陶瓷刀具的发展趋势
陶瓷刀具的发展趋势
陶瓷刀具的发展趋势可以总结为以下几个方面：
1. 技术创新：随着材料科学和制造技术的进步，陶瓷刀具的硬度、韧性和耐磨性得到了显著提高。
未来，陶瓷刀具的性能还将继续提升，包括更高的硬度、更好的抗磨损能力和更长的使用寿命。
2. 多功能设计：陶瓷刀具将会朝着多功能设计的方向发展。
除了基本的切割功能，陶瓷刀具还将加入更多的辅助功能，如开瓶器、螺丝刀等，以满足用户的多样化需求。
3. 制造工艺的改进：陶瓷刀具的制造工艺将不断改进，以提高生产效率和降低成本。
新的制造工艺可能包括先进的注射成型技术、精密加工技术和自动化生产线等。
4. 环保可持续性：陶瓷刀具具有无毒、无味、无腐蚀等特点，且可以高温稳定使用。
在未来，陶瓷刀具将越来越受到环保倡导者的关注，成为一种可持续发展的刀具选择。
5. 定制化需求：随着消费者对个性化产品的需求增加，陶瓷刀具的定制化将成为未来的一个趋势。
消费者可以根据自己的喜好和需求，选择刀刃形状、刀柄材质、刀面图案等，打造与众不同的个性化刀具。
总的来说，陶瓷刀具的发展趋势将是技术创新、多功能设计、制造工艺改进、环保可持续性和定制化需求。
这些趋势将使陶瓷刀具成为更高效、更安全和更符合用户需求的刀具选择。
精密陶瓷技术的应用
精密陶瓷技术的应用一、引言精密陶瓷技术是一种具有高硬度、高强度、高耐磨、耐高温、绝缘性能优异的新型陶瓷材料。
它在电子、机械、化工、医疗等领域得到广泛应用。
本文将从这些领域的应用角度来探讨精密陶瓷技术的发展和应用。
二、电子领域中的应用1. 陶瓷封装材料精密陶瓷具有优异的绝缘性能和高温稳定性，在电子元器件的封装中起到了重要作用。
例如，集成电路封装中常用的陶瓷封装材料能够提供可靠的绝缘保护，同时具有良好的导热性能，确保电子元器件的稳定工作。
2. 陶瓷基电路板精密陶瓷材料还被广泛应用于高频电子设备中的电路板制造。
相比于传统的玻璃纤维基板，陶瓷基电路板具有更好的导热性能和耐高温性能，能够满足高频电子设备对于信号传输和散热的要求。
三、机械领域中的应用1. 陶瓷刀具精密陶瓷具有高硬度和耐磨性，被广泛应用于机械加工中的刀具制造。
陶瓷刀具不仅具有更长的使用寿命，而且在高速切削时能够保持较高的切削效率和较好的表面质量。
2. 陶瓷轴承精密陶瓷材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，在机械设备中的轴承应用中表现出良好的性能。
陶瓷轴承不仅能够减小摩擦损失，提高机械设备的效率，而且能够耐受较高的工作温度和恶劣的工作环境。
四、化工领域中的应用1. 化工设备的防腐蚀涂层精密陶瓷具有耐腐蚀性，可用于化工设备的防腐蚀涂层。
陶瓷涂层能够有效保护设备表面免受腐蚀介质的侵蚀，延长化工设备的使用寿命。
2. 化学触媒载体精密陶瓷材料的高比表面积和化学稳定性使其成为理想的触媒载体。
陶瓷触媒载体能够提供更多的活性位点，提高催化反应的效率和选择性。
五、医疗领域中的应用1. 人工关节精密陶瓷材料具有与人体组织相似的生物相容性和耐磨性，在人工关节的制造中得到了广泛应用。
陶瓷人工关节能够减少摩擦损失，提高关节的稳定性和寿命。
2. 医用陶瓷材料精密陶瓷材料在医疗器械的制造中也发挥着重要作用。
例如，陶瓷刀片在手术中的应用能够实现更精确的切割和更小的创伤。
六、结语精密陶瓷技术的应用领域广泛，不断推动着科技的进步和产业的发展。
陶瓷刀具的发展历程
陶瓷刀具的发展历程作者：周启芬来源：《科技资讯》 2011年第25期周启芬1，2（1.山东轻工业学院山东济南 250353； 2.枣庄科技职业学院山东枣庄 277000）摘要：现代制造技术向高精度、高柔性和强化环境意识的方向发展，机械加工中的辅助工时大大缩短，高速切削加工技术和刀具材料研究越来越迫切。
而高速切削的发展主要取决于高速切削刀具和高速切削机床的发展，陶瓷刀具应运而生，国内外对陶瓷刀具的切削性能已作出很多可贵的尝试与研究，成功应用于生产实践的陶瓷刀具越来越多。
关键词：陶瓷刀具发展中图分类号：TG711 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2011)09(a)-0246-01几十年来，虽然由于新型刀具材料的出现，使切削速度和切削加工生产率成倍增加，然而，随着航空航天工业、动力工业、超高温、超高压技术等的发展，黑色金属及难加工材料(包括铁基、镍基、钻基、钦基高温合金、高硬度钢、铸铁及其合金、模具钢、耐热合金、钦合金等)的高速切削加工技术和刀具材料研究越来越迫切，同时，制造技术向高精度、高柔性和强化环境意识的方向发展，在这种情况下，高速切削已成为切削加工的主流，一般高于常规切削速度5一10倍。
而高速切削的发展主要取决于高速切削刀具和高速切削机床的发展，其中，高速切削刀具材料起决定性作用[5]。
由于陶瓷刀具在1200一1450℃高温下尚能进行切削，并且可在切削速度500一1000m/min 下进行工作，陶瓷刀具的研制成为刀具材料研究的热点。
并且随着烧结理论的深入研究，各种氧化物、碳化物及氮化物等粉末制备技术的不断改进，多种陶瓷烧结及加工设备和工艺的不断开发研制，使得陶瓷材料成为高速切削、干切削刀具的理想材料，几乎可以加工包括多种难加工材料在内的所有黑色和有色金属[5]。
陶瓷材料作为三大材料之一，随着社会的发展被分成了两大类：普通陶瓷和特种陶瓷。
普通陶瓷按其用途分为日用瓷、建筑瓷、电瓷和化工瓷；特种陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。
陶瓷刀具材料的主要特点及应用
陶瓷刀具材料的主要特点及应用陶瓷刀具材料是一种相对新型的刀具材料，它具有许多独特的特点和广泛的应用。
本文将介绍陶瓷刀具材料的主要特点及其广泛应用领域。
首先，陶瓷刀具材料的主要特点之一是硬度高。
陶瓷材料的硬度通常比金属材料高出许多倍，因此陶瓷刀具能够在高硬度的物质上切割和加工，同时其切削效率也较高。
这使得陶瓷刀具成为处理硬质材料的理想选择，例如陶瓷刀可以轻松地切割硬质食物如冰块、骨头等。
其次，陶瓷刀具材料还具有较低的磨损率。
陶瓷刀具的硬度高，意味着其抗磨损性能更好，相比之下金属刀具容易出现磨损和缺刃的问题。
陶瓷刀具的耐磨损性能使得其在切割和加工高强度材料时能够保持更长的使用寿命，减少了刀具更换的频率，从而提高了工作效率。
此外，陶瓷刀具材料还具有优异的抗腐蚀性能。
陶瓷材料不受酸碱腐蚀的影响，因此能够在涉及腐蚀性物质的加工环境中稳定运行。
相比之下，金属刀具容易受到腐蚀的侵蚀，导致刀具表面生锈和变形。
陶瓷刀具的抗腐蚀性能使得其在食品加工、化工等环境下应用广泛。
此外，陶瓷刀具材料还具有较低的磁导率和热膨胀系数。
陶瓷刀具几乎不导电，因此它们在特定的应用领域中是非常理想的，如电子元器件加工。
此外，陶瓷刀具的热膨胀系数较低，意味着在高温环境下刀具不易膨胀和变形，保持较好的工作稳定性。
综上所述，陶瓷刀具材料具有硬度高、磨损率低、抗腐蚀性能佳、磁导率低以及热膨胀系数低等特点。
基于这些特点，陶瓷刀具的应用领域广泛，包括食品加工、化工、电子元器件加工等。
不过，由于其易碎性，使用陶瓷刀具时需要小心操作，并避免剧烈碰撞和折弯。
因此，在选择刀具材料时，根据具体应用的需求来合理选择刀具材料，以最大程度发挥刀具的效能。
陶瓷刀具材料的新进展与应用(上)
料的抗弯强度、断裂韧性和抗冲击性能等有大幅度提
高， 应用范围 日益广 泛 ，可 以用 于高 速切 削 、干切 削 、
常长大问题 ， 纳米级粒子钉扎或进入位错区使基体晶粒 内形成亚品界，导致基体晶粒细化。但是纳米粉的活性
很 大，界面反应 激活 能较低 ，在 烧结 过程 中极易 长 大 ， 尽 管加入抑制剂 ，效果仍不理想 ， 目 纳米 级 陶瓷 刀具 前 材料仍在研制过程 中。因此纳米改性 、纳 米复合及 超细 晶粒 陶瓷刀具材料 的研究与开发将是今 后陶瓷刀具 材料 发展 的主要方 向。
上也促进了陶瓷刀具研制 与推广 ，陶瓷刀具材料 的研 制 开发与应用取得 了许多令人瞩 目的成果。 本文主要介绍 陶瓷刀具材料 的发展 概况 、国内外 刀 具生产商的主要 陶瓷刀具产 品及其 合理选用 ，以推动陶
瓷刀具得到更加广泛 的应用 。
一
二、陶瓷刀具材料的种类和性能
现代陶瓷刀具材料大多数为复合陶瓷，到 目前为 止， 用作陶瓷刀具的材料已形成氧化铝陶瓷，氧化铝一
相变增韧陶瓷刀具 材料 ，８ Ｏ年代后 期到 ９ 年 代，发展 Ｏ 了晶须增 韧陶瓷刀具材料 。 进入 ２ 世纪 ，各 种纳米 增韧 陶瓷 刀具材 料及 陶瓷 １
取决于刀具材料的合理选择。目 前应用的刀具材料主要
具的发展史
20世纪70年代，前苏联、中国、美国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体——聚晶立方氮化硼。从此，立方氮化硼以它优越的切削性能应用于切削加工的各个领域，尤其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜。经过30多年的开发应用，现在已出现了用以加工不同材料的立方氮化硼刀具材质。
随着整体式立方氮化硼刀具的出现，和通过人们的不断努力研究，我国（原 ）研制出了非金属粘合剂立方氮化硼刀片牌号，打破了立方氮化硼刀具不能断续切削和大余量车削的传说。
1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高25%～50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具，可用来切削很难加工的材料。
虽说出现了涂层硬质合金刀具，但现如今硬质合金刀具还是刀具市场的主流产品，涂层硬质合金刀具并没有动摇硬质合金刀具的地位。
加工的工具。刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。大家应该都很熟悉刀具的发展顺序，先是高速钢刀具—硬质合金刀具—陶瓷刀具—立方氮化硼刀具。但对这些刀具的发展历史是了解吗？下面小编就简单介绍一下刀具的发展史。
一、高速钢刀具
1900年，在巴黎博览会上，匹兹堡伯利恒钢铁公司展现了泰勒（机械工程师）和怀特（冶金工程师）经过反复切削测试的刀具，此刀具由制造时经过一种热处理的铬钨钢所制成，其车削速度比碳钢高出十几倍。尽管在加工过程中，刀具和工件相互摩擦时产生热量并且成暗红色，但却锋利不减，削铁如泥，令人惊叹不止。此后，这种钢就获得了“高速钢(high-speed steel)”的美名。
刚开始立方氮化硼刀片由美国通用电气(GE)公司与20世界50年代利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料。
陶瓷刀具研究报告
陶瓷刀具研究报告陶瓷刀具是一种采用先进材料技术制造的切削工具，因其硬度高、不易磨损、不易生锈等优点，被广泛应用于医疗、食品加工、精密加工等领域。
本文将从材料特性、制造工艺、应用领域等方面探讨陶瓷刀具的研究现状及未来发展方向。
一、材料特性传统的金属刀具通常采用钢材，虽然尽可能的增强其硬度和抗磨损性能，但由于材料本身存在一定的瑕疵，且在使用过程中会产生微小的变形和损耗，因此其应用寿命有限。
而陶瓷刀具则以陶瓷材料替代传统的金属材料，具有以下特点：1.高硬度：陶瓷材料的硬度远大于钢材，可达到1500Hv以上，而硬度高意味着其更为耐磨，更适合用于切割较硬的材料。
2.稳定性好：陶瓷材料的稳定性高，不受潮湿、温度等因素的影响。
同时由于陶瓷材料的减震性好，使用陶瓷刀具可减少材料变形和热变形，从而提高切削精度。
3.抗腐蚀：陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性能，对于化学腐蚀、细菌腐蚀等具有较高的抵抗能力，因此陶瓷刀具可用于食品、医疗等领域。
4.轻质：陶瓷材料的密度相对较低，因此制作的刀具相对较轻，使用时手感良好，不易疲劳。
尽管陶瓷刀具具有较多的优势，但其也存在着一些不足之处。
例如，由于陶瓷材料本身质脆，一旦遇到强烈的冲击，可能会发生破裂。
同时，由于陶瓷刀具的制造工艺相对较为复杂，导致其成本较高，难以批量生产。
二、制造工艺制造高质量的陶瓷刀具需要采用先进的制造技术，其中最常用的技术包括热等静压、注蜡成型、全方位振动成型等。
其中，热等静压成型技术是目前主流的制造陶瓷刀具的方法之一，它通过间隙预压、定向放置、等静压成型等工艺，可制作出高质量、高密度的陶瓷刀具。
注蜡成型则是一种新兴的制造技术，其通过浸泡特定的蜡模，再将装有陶瓷粉末的注射器注入蜡模中形成形体，最后通过烧结工艺完成陶瓷刀具的成型。
全方位振动成型则是一种结合了多次振动抖落、旋转、模具震荡等多种工艺的成型技术，其制作的陶瓷刀具密度高、硬度高，但成本也因此较高。
三、应用领域陶瓷刀具以其高硬度、不生锈、卫生环保等特点，被广泛应用于医疗、食品加工、精密加工等领域。
2024年金属陶瓷刀具市场环境分析
2024年金属陶瓷刀具市场环境分析概述金属陶瓷刀具是一种新兴的刀具技术，在刀具行业中具有广泛的应用前景。
本文将对金属陶瓷刀具市场的环境进行分析，并提供相关数据和分析来帮助读者了解该市场的发展趋势和潜在机会。
市场规模金属陶瓷刀具市场的规模正在不断扩大。
根据市场调研数据，近年来金属陶瓷刀具市场呈现稳步增长的趋势，预计在未来几年内将继续保持高速增长。
目前，全球金属陶瓷刀具市场的规模已达到数十亿美元，并且预计在未来几年内将以每年10%左右的复合增长率增长。
市场驱动因素金属陶瓷刀具市场的快速增长主要受到以下几个因素的推动：1.技术进步：金属陶瓷刀具具有比传统刀具更高的硬度、耐磨性和耐高温性能，能够更好地适应现代制造业对切削工具的要求。
随着先进制造技术的不断发展，金属陶瓷刀具的应用范围将进一步扩大，推动市场需求增长。
2.行业需求增加：随着汽车、航空航天、电子、医疗设备等行业的快速发展，对高效切割和加工工具的需求不断增加。
金属陶瓷刀具作为一种高性能切削工具，能够满足这些行业对精密加工的需求，因此受到广泛关注。
3.产品优势：金属陶瓷刀具具有优异的性能特点，如高硬度、低摩擦系数和良好的耐磨性能等。
这些特点使得金属陶瓷刀具在切削加工过程中能够更好地减少切削力、延长刀具寿命和提高加工效率，因此备受行业青睐。
市场挑战金属陶瓷刀具市场虽然发展迅猛，但也面临着一些挑战：1.高成本：金属陶瓷刀具的制造成本相对较高，这使得其售价也相对较高。
因此，在一些价格敏感性较高的行业，用户可能会选择传统刀具来降低成本。
2.技术难题：由于金属陶瓷刀具的制造工艺复杂，其质量和性能受到许多因素的影响。
因此，提高金属陶瓷刀具的制造技术，降低产品的缺陷率以及提高一致性，是一个重要的挑战。
3.市场竞争：随着金属陶瓷刀具市场的发展，竞争也将日益激烈。
目前市场上已有一些知名刀具制造商涉足金属陶瓷刀具领域。
如何在激烈的市场竞争中保持竞争优势，将是一个重要的问题。
陶瓷刀具的最新发展和应用
平 均粒度
＜ １ ｕｍ
图 ２ 在 硬 车 １０ ｒ ６ 硬 度 ６ Ｈ Ｃ～ ２ Ｃ ＝１ ０ ｍｉ． ０ Ｇ Ｍｏ ， ０ Ｒ ６ ＨＲ （ ８ ｍ／ ｎ 图 １ 普 通 混 合 陶瓷 （ ） 新 型 亚 微 混 合 陶 瓷 （ ） 左 和 右
组 织 成 分 比较
＝
０ １ ｍ ０ ＝ ． ０ ｍ） 混 合 陶瓷 的平 均 粒 度 对 切 削 ． Ｏ ｍ， ０ ２ ｍ 时
常 用 的 混 合 陶 瓷 相 比 （＜ ￣ 显 示 出 小 得 多 的 平 均 粒 度 ２Ｌ ｍ）
姗 姗 ｍ
３ ０ ０ Ｏ
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（＜ ｍ） 见 图 １ ｌ ， 。由于 这种 新 的组 织结 构 ， 这种 新 型 使
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路 程 的影 响
混 合 陶瓷 的机 械 和热 承 载能 力 以及 它 的耐磨 性 、刀刃 强 度 、 度 和弯 曲断 裂强 度 明显 地 提高 。 ｌ 示 与常 用 的 硬 表 表
这 种 改善 了性 能 的 新 型陶 瓷用 来 车削 淬硬 钢 （ ２ 图 ）
时 ，生 产 率 明显提 高 。在典 型 的硬 车削 条 件下 加工 淬 硬
的 使 用 。 口
磨料 磨具 、 用 磨削 液 、 门修 整技 术 和装 置 及专 门化磨 专 专 床 等 一 个 完 整 的技 术 体 系 。 目前 我 国 已 能 生 产 Ｒ Ｄ、 Ｖ
金属陶瓷刀具的性能及发展
金属陶瓷刀具的性能及发展在机械加工过程中，切削加工是工业生产中最基本、最普通和最重要的方法之一，它直接影响工业生产的效率、成本和能源消耗。
提高加工效率，将会带来巨大的社会、经济效益。
近年来，陶瓷刀具产业取得了快速的发展，现代陶瓷刀具材料多为复合材料。
目前应用于刀具的陶瓷材料主要为氧化铝系、氮化硅系、硼化钛系和金属陶瓷等系列。
而其中的金属陶瓷基复合材料是上世纪三十年代逐渐发展起来的一种新型材料。
由于金属陶瓷具有硬度高、耐磨性好、导热性好等优良的综合性能而被广泛用作工具材料。
以下是金属陶瓷刀具的图片。
一、金属陶瓷刀具的发展历程金属陶瓷用于切削刀具最早始于上世纪二十年代对TiC化合物的实验研究，上世纪五十年代，TiC-Mo-Ni金属陶瓷首次作为刀具材料用于钢的高速精密切削。
它虽然具有与硬质合金不相上下的高强度和高硬度，但其韧性比较差。
为了提高金属陶瓷的韧性，改善其切削性能，上世纪七十年代人们最终开发出了一种韧性很高的细颗粒TiC-TiN基金属陶瓷。
从那时以来，金属陶瓷在刀具开发中的应用日趋广泛。
二、金属陶瓷刀具的特点及加工范围金属陶瓷刀具在硬质合金行业中一般是指TiCN/TiC/TiN为硬质相，添加Co 或Ni作为粘接相，在很多场合中，添加元素周期表地IVB、VB及VIB族金属中的一种以上的氮化物、碳化物及碳氮化物作为添加剂以增强金属陶瓷的力学、高温性能的一种刀具。
金属陶瓷刀具的特点：（1）硬度高；（2）与被加工工件材料的亲和力低，不易产生积屑瘤；（3）化学稳定性好；（4）耐热性，耐磨性好。
适合加工范围：金属陶瓷刀具适合加工各种钢件和铸铁件的半精加工和精加工，当切削深度在 2.5mm以下，每转进给量在0.25mm/r以下，每齿进给量在0.2.mm/齿以下时，金属陶瓷刀具具有出色的切削性能。
加工以上材质的金属陶瓷刀具都可以提供稳定的刀具寿命和良好的表面光洁度。
但在断续切削领域不适合金属陶瓷刀具，容易发生刀片破损现象。
陶瓷刀为什么没能取代传统菜刀，成为厨房主流，陶瓷刀真的好用吗
陶瓷刀为什么没能取代传统菜刀，成为厨房主流，陶瓷刀真的好用吗俗话说：“人在江湖漂，哪能不用刀。
”当然，今天我们讨论的是菜刀。
前一段时间，一位同事说她买了把陶瓷刀，说相当锋利。
其实陶瓷刀早就不是什么新鲜事物了，要是往前追溯的话，早在上世纪一二十年代，就已经被发明出来了。
但陶瓷刀的技术真正用在民用领域并得到大规模的推广，却是近些年的事情。
在陶瓷刀刚刚兴起的时候，就算我们普通人对这项技术不是太了解，凭自己的生活经验和直觉，第一反应就是“它能好用吗？”，第二个疑问便是“它能结实吗？”我们通常所理解的好用不好用，其中一个重要的衡量标准就是快不快，也就是说锋利不锋利。
如果从这一点出发来讲的话，那陶瓷刀肯定不会让你失望。
陶瓷刀的锋利程度比普通的不锈钢刀或者铁刀，要高很多倍。
一般质量过关的陶瓷刀，手拿一张纸，用刀片轻轻地划一下，就能把纸很整齐地切开。
而这是普通的金属刀具所难以做到的。
前面说的那位同事，说她曾经拿陶瓷刀插水果吃，结果一不小心把嘴给划破了。
陶瓷刀削铁如泥不敢说，但削肉如泥绝对是没问题的。
用陶瓷刀切肉，不用使劲划拉，放在肉上轻轻地一拉，一块肉就很容易地被切下来了，切口还很整齐。
如果拿来切水果的话，也不用太使劲，轻轻地往下一压，比切面团还轻松。
综合分析了一下，陶刀的主要有以下几个优点：（1）首先最大的优点，就是相当的锋利，非常非常的锋利。
可以说是我们日常生活中所能接触到的最锋利的刀具。
（2）陶瓷刀不像金属刀具，用来切食物的话，不会沾染上金属的异味。
（3）陶瓷刀由于非常锋利，能比较容易切割开食物，切口整齐，不会破坏食物的肌理结构，不会造成食物大量汁液外流，能最大程度保持食物原有的营养和风味。
（4）陶瓷刀密度较高，表面光滑细腻，容易清洁，不容易附着细菌。
既然陶瓷刀有那么多优点，那为什么陶瓷刀已经问世那么多年，却始终没有成为厨房刀具中的主流呢？我问了身边很多人，他们大部分都听说过陶瓷刀，但真正想买来用的并不是太多。
2024年金属陶瓷刀具市场分析现状
2024年金属陶瓷刀具市场分析现状引言金属陶瓷刀具作为一种新兴的刀具材料，具有优异的硬度、耐磨性和耐高温性能，逐渐受到市场的关注。
本文将对金属陶瓷刀具市场的现状进行分析，包括市场规模、市场需求及趋势等方面。
市场规模金属陶瓷刀具市场在近年来呈现出快速增长的趋势。
根据相关统计数据显示，2019年全球金属陶瓷刀具市场规模达到X亿美元，并且预计在未来几年内将持续增长。
其中，亚太地区是金属陶瓷刀具市场的主要消费地区，其市场占有率约为X%。
北美地区和欧洲地区也在金属陶瓷刀具市场中具有一定的份额。
市场需求分析金属陶瓷刀具在众多应用领域中得到了广泛的应用，包括机械加工、电子制造、食品加工等。
其中，机械加工是金属陶瓷刀具市场的主要应用领域，占据了较大的市场份额。
而随着电子制造和食品加工业的发展，金属陶瓷刀具在这两个领域的需求也在逐渐增加。
金属陶瓷刀具的优点主要体现在其硬度和耐磨性方面。
相较于传统的刀具材料，金属陶瓷刀具具有更高的硬度和更好的耐磨性能，因此在一些对刀具要求较高的加工场景中更为受欢迎。
另外，金属陶瓷刀具还具备良好的耐高温性能，特别适用于高温加工场景。
随着一些高温加工行业（如航空航天、汽车制造等）的快速发展，金属陶瓷刀具在这些领域的需求也在增长。
市场趋势分析在未来几年内，金属陶瓷刀具市场的需求呈现出增长的趋势。
一方面，工业制造业的快速发展带动了金属陶瓷刀具的需求增长。
另一方面，金属陶瓷刀具的性能优势和技术进步也将促进其在市场中的应用拓展。
另外，随着人们对高品质、高效率的要求不断提升，金属陶瓷刀具作为一种高性能刀具材料，将受到更多行业的关注和应用。
然而，金属陶瓷刀具市场也面临一些挑战。
首先是价格因素，金属陶瓷刀具的制造成本较高，因此售价较传统刀具要高，这限制了一些行业对其采购的积极性。
其次，技术难题也是金属陶瓷刀具市场发展的一大挑战，例如加工工艺、刀具设计等方面仍需要不断研究和改进。
总结金属陶瓷刀具市场在全球范围内呈现出快速增长的趋势，主要应用于机械加工、电子制造和食品加工等领域。
陶瓷劈刀调研报告
陶瓷劈刀调研报告陶瓷劈刀调研报告一、引言陶瓷劈刀是一种利用陶瓷材料制成的切削工具，具有独特的优势和特点。
本次调研的目的在于深入了解陶瓷劈刀的技术特点、市场需求以及未来发展趋势等方面，以便为相关企业提供参考和建议。
二、技术特点1.材料优势陶瓷劈刀采用高纯度的陶瓷材料制成，具有硬度高、耐磨损、抗腐蚀等优势，在切削过程中不易产生热变形，可保持良好的尺寸精度和表面质量。
2.切削性能陶瓷劈刀具有优越的切削性能，切削力低，切削温度低，刀具磨损小，可大幅提高加工效率和加工质量。
3.应用领域陶瓷劈刀广泛应用于机械加工行业，特别是在高硬度、高强度工件的车削、铣削、刨削等加工过程中，能够取得良好的加工效果。
三、市场需求1.增长势头良好随着工业化进程的不断加快，对高精密、高效率的切削工具需求不断增长，陶瓷劈刀正是符合这一需求的理想选择。
2.市场潜力巨大陶瓷劈刀的性能优势和应用范围决定了其市场潜力巨大，随着科技进步和工艺改进，其市场份额有望持续扩大。
3.发展前景广阔随着新材料和新工艺的引入，陶瓷劈刀的切削性能和寿命将进一步提升，未来市场需求将呈现更为广阔的发展前景。
四、竞争状况目前市场上存在一些陶瓷劈刀制造商，但总体上竞争程度不高。
主要原因有以下几点：1.技术壁垒高陶瓷材料的研发与应用需要较强的独立研发能力和先进的生产工艺，对于创新能力和生产能力要求较高。
2.品牌溢价一些知名企业已经建立了起来一定的市场声誉和品牌影响力，使得它们的产品更受消费者认可。
3.客户关系一些陶瓷劈刀制造商与大型机械设备制造商建立了长期稳定的合作关系，形成了一定的市场份额。
五、发展建议1.技术创新陶瓷劈刀制造商应加强技术创新，提升产品的切削性能、寿命和稳定性，以满足用户日益增长的需求。
2.市场拓展制造商需加大市场推广力度，扩大品牌知名度，与机械设备制造商建立良好的合作关系，拓宽销售渠道，提高市场份额。
3.人才培养加强人才培养，培养陶瓷劈刀制造和应用方面的专业人才，提高陶瓷刀具产业整体的技术水平和竞争力。
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陶瓷刀具的发展与应用李超 1110012128（南通大学机械工程学院江苏南通）摘要: 综述了氧化铝系和氮化硅系两类陶瓷刀具的发展现状, 阐述了这两类陶瓷刀具的力学性能与切削性能, 讨论了它们的特点、加工范围以及适合的切削加工用量, 提出了刀具选择及使用要点。
关键词: 陶瓷刀具,氮化硅 , 氧化铝Development and Application of Ceramic Cutting Tools Abstract:The current development situation of Al2O3 and Si3N4 matrix ceramic cutting tools is summarized. The mechanical property and cutting performance of the two kinds of cutting tools are represented. The characteristics, cutting ranges and suitable machining values of Al2O3 and Si3N4 matrix ceramic cutting tools are discussed emphatically. Some gists of selecting and using ceramic cutting tools are also presented. Keywords: ceramic cutting tools,Si3N4 , Al2O30 前言随着数控加工设备与高性能加工刀具技术的发展, 目前切削加工已进入了一个以高速、高效和高精度为标志的高速加工发展新阶段, 高速切削已成为当前切削技术的重要发展趋向。
然而, 由于切削速度的提高相应地产生了更多的切削热和更大的切削力, 这些都会使刀具的切削性能大大降低。
因此, 影响高速切削刀具材料切削性能好坏的关键在于其高温时的力学性能、热物理性能、抗粘结性能、化学稳定性和抗热震性能以及抗涂层破裂性能等。
基于这一要求, 近几十年来, 世界各工业发达国家相继开发了一批适于高速切削的新型刀具材料。
其中, 陶瓷材料由于其优异的物理力学性能和切削性能在高速切削领域占据了举足轻重的地位。
1 陶瓷刀具材料的基本特点陶瓷刀具与硬质合金刀具相比, 其硬度高、耐磨性好, 切削寿命可比硬质合金高几倍以至十几倍。
陶瓷刀具在1 200 e 以上的高温下仍能进行切削,所具备的高温性能使其能够以比硬质合金刀具高3~ 10 倍的切削速度进行加工。
陶瓷刀具与钢铁金属的亲和力小、摩擦因数低、抗粘结和抗扩散能力强, 故加工件的表面质量好。
此外, 陶瓷刀具的化学稳定性好, 其切削刃即使处于赤热状态也能长时间连续使用, 这对金属高速切削有着重要的意义[ 4] 。
近年来, 随着材料科学与制造技术的进步, 可通过添加碳化物、氮化物、硼化物和氧化物等改善陶瓷的性能, 还可通过颗粒、晶须、相变、微裂纹和增韧机理协同作用提高其断裂韧性和抗弯强度, 故其应用范围日益扩大。
当前, 陶瓷刀具材料的研究进展主要集中在提高传统刀具陶瓷材料的性能、细化晶粒、组分复合化及采用涂层、改进烧结工艺和开发新产品等方面, 以期获得更好的耐高温性能、耐磨损性能和抗崩刃性能, 满足高速精密切削加工的要求[ 5, 6] 。
2 陶瓷刀具的性能陶瓷刀具多为高硬度的细微晶粒经高温烧结而成, 具有高硬度和高耐磨性, 其高温性能和化学稳定性也大大高于其它刀具。
因此, 总体上讲, 陶瓷刀具具有良好的切削性能。
2.1 陶瓷刀具的力学性能陶瓷刀具材料的力学特性是其优良的切削性能的根本所在。
2. 2 陶瓷刀具的切削性能2.2.1氮化硅陶瓷刀具的性能优点Si3N4硬度高，一般为HRA93-94.因此耐磨性好.可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料，例如硬度达HRC65的各类淬硬钢和硬化铸铁。
因而可免除退火加工所消耗的电力；并因此也可提高工件的硬度，处长机器设备的使用寿命。
2.2.2 氧化铝陶瓷刀具的性能优点Al2O3 陶瓷刀具的切削性能Al2O3 系陶瓷刀具的硬度达91~ 95HRA, 在高温下有较好的化学稳定性、耐磨性和耐热性, 高温硬度高, 在1200 e 高温下仍能进行切削( 此时硬度为80HRA) , 如果加入一定的稳定剂并采用热压成形技术, 可使刀具在1800 e 高温下仍能保持硬度和耐磨性, 且高温时刀具与工件间不产生化学反应, 月牙洼磨损率较低, 表面粗糙度小。
3 氮化硅基陶瓷刀具的发展概况氮化硅基陶瓷是20 世纪70 年代出现的新刀具材料, 它以高纯度的Si3N4 粉末为原料, 添加Y2O3、MgO、ZrO2 和HfO2 等烧结剂或耐磨相Al2O3 或强化相SiCw等烧结而成。
具有高的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性良好的耐热冲击性能, 是一种有发展前途的刀具材料。
国外的Si3N4 陶瓷材料发展较快, 其中以日本和美国最快。
国内在20 世纪80 年代就研制成功了这类刀具材料, 但后来的发展并不快, 主要的研究单位有山东工业陶瓷研究院、上海硅酸盐研究所和清华大学。
产品种类很少, 有ST4、SC3、FT80 等。
主要力学性能为: 平均晶粒尺寸2- 3Lm, 密度3. 18- 3. 41gPcm3 , 硬度HRA91- 94, 抗弯强度900- 1000MPa, 断裂韧性4. 7- 7. 2MPa#m1P2。
同国外相比性能差不多。
3. 1 氮化硅基陶瓷的性能特点( 1) 抗弯强度和断裂韧性Si3N4 陶瓷的抗弯强度一般已达900- 1000MPa, 据资料报道, 其强度有的已高达1500MPa, 虽然近几年Al2O3 陶瓷的抗弯强度有了较大提高, 有的甚至达到1000 ) 1200MPa, 但总的来讲, Si3N4 基陶瓷的强度要高于Al2O3 陶瓷。
Si3N4 陶瓷不仅抗弯强度高, 而且强度的可靠性也大, 有明显的R 阻力曲线。
另外,Si3N4 陶瓷的疲劳强度比以往的陶瓷刀具高, 可以获得相当稳定的使用寿命。
Si3N4 陶瓷有良好的断裂韧性, 切削时不易产生裂纹, 故在一般陶瓷不能胜任的氧化皮切削、断续切削、湿式切削和端铣等场合, Si3N4 陶瓷刀具都有稳定的切削性能。
在对一般陶瓷刀具不适合的可锻铸铁、耐热合金等材料的氧化皮断续切削加工时,Si3N4 陶瓷刀具可发挥巨大的威力, 端铣时的抗崩刃性能特别好112。
( 2) 硬度热压烧结Si3N4 陶瓷刀具的硬度一般在HRA91-93, 而Al2O3 陶瓷刀具的硬度一般都在HRA93 以上, 有的甚至大于HRA97( 如成都工具研究所研制的M16) 。
因而Si3N4 基陶瓷刀具的耐磨性能较Al2O3 陶瓷刀具差。
切削铸铁时刀具后刀面磨损大于Al2O3 陶瓷刀具; 切削钢料时Si3N4 陶瓷刀具的月牙洼磨损较大。
耐磨性较Al2O3 陶瓷刀具差的原因与Si3N4 陶瓷刀具的化学稳定性较Al2O3 陶瓷刀具低有关。
( 3) 耐热性Si3N4 陶瓷刀具的耐热性可达1300 ) 1400 e , 高于硬质合金刀具及Al2O3 基陶瓷刀具, 因而能承受较高的切削速度。
切削灰铸铁时, 切削速度可800mPmin 以上, 有时甚至可达1000mPmin; 切削镍基合金时速度可达300mPmin 以上Si3N4 陶瓷刀具的高温性能特别好, 在1000 e , 强度几乎不下降, 在高达1300 ) 1400 e时尚有一定的强度。
温度升至800 e 以上时抗弯强度才开始下降, 这一临界温度比一般的硬质合金刀具高100 e 以上。
( 4) 抗热震性Si3N4 陶瓷刀具具有高的导热系数, 约为Al2O3 基陶瓷刀具的2. 5- 3 倍, 而其热膨胀系数还不到Al2O3陶瓷刀具的一半, 弹性模量也较低, 这就必然导致耐热冲击性能的提高。
( 5) 化学稳定性Si3N4 基陶瓷刀具的化学稳定性虽比硬质合金刀具高但较Al2O3 陶瓷刀具低。
Si3N4 在高温下易分解,高于1550 e 时发生分解: Si3N4 ( s) - 3Si ( g) + 2N2 ( g) ,分解出来的Si 与金属的亲和力较大。
这也是Si3N4 陶瓷刀具耐磨性差的一个原因。
由于Si3N4 陶瓷刀具的上述特性, 使其适用于粗铣、断续车削、荒车及湿式加工; 具有广泛的适应性, 一般陶瓷刀具不能进行的加工, 它都可以完成, 如切削氧化皮、断续切削、螺纹加工及钻孔等。
特别是由于其高的抗热震性及优良的高温性能, 使其更适合高速切削及继续切削。
另外, Si3N4 陶瓷刀具还可以切削可锻铸铁、耐热合金等难加工材料。
3. 2 新型氧化硅基陶瓷刀具的研制概况( 1) Sialon 陶瓷刀具Sialon 是Silicon ( 硅) ) Aluminium ( 铝) ) Oxygen( 氧) ) Nitrogen( 氮) 的缩写, 是英国LucasAyalon 公司研制成功的一种新型陶瓷刀具。
Sialon 陶瓷刀具是Al2O3在Si3N4 中的固溶体, 是氮化铝、氧化铝和氮化硅的混合物在1800 e 进行热压烧结而成的一种单相陶瓷材料, 氮化硅的结晶晶格稍微扩大, 在其中Y2O3 可使组织致密化。
Sialon 陶瓷刀具具有很高的强度, 抗弯强度达1050- 1450MPa( 硬度为94HRA) , 比纯Al2O3 及Al2O3- TiC 陶瓷刀具都高, 其断裂韧性也是几种陶瓷刀具中最高的, 其冲击强度远胜于一般陶瓷刀具( 3- 4倍) 而接近于涂层硬质合金刀具。
适用于高速切削、强力切削、断续切削。
Sialon 陶瓷具具有良好的抗热冲击性能, 是Al2O3 陶瓷刀具的三倍, 不仅适合于干切削, 也适合于湿式切削。
与Si3N4 陶瓷刀具相比, Sialon 陶瓷刀具的抗氧化能力、化学稳定性、抗蠕变能力与耐磨性能都提高了,并易于制造和烧结。
Sialon 陶瓷刀具的耐热温度较高, 达1300 e 以上, 而Al2O3- TiC 陶瓷刀具的耐热温度为1100 e , 因此, Sialon 陶瓷刀具有较好的抗塑性变形能力。
Sialon 陶瓷可成功地用于铸铁、镍基合金、钛基合金和硅铝合金的加工, 是高速加工铸铁和镍基合金的理想刀具材料。
如用Sialon 陶瓷刀具加工铸铁时, 切削速度可900mPmin, 可对铸铁进行间断切削。
刀具耐用度比涂层硬质合金刀具或Al2O3 陶瓷刀具提高10- 15 倍。
Sialon 陶瓷刀具不适合加工钢( 因其溶解磨损速率很高) 。
Sialon 陶瓷刀具虽有很多优点, 但与热压氮化硅陶瓷刀具一样, 其抗磨损性能比一般陶瓷刀具差。