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陶瓷刀具特點及加工性能要求

編輯：轉自：先進陶瓷展發布時間：2022-12-09

陶瓷刀具特點：

1、耐磨性好，可加工傳統刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料，因而可免除退火加工所消耗的電力；并因此也可提高工件的硬度，延長機器設備的使用壽命

2、不僅能對高硬度材料進行粗、精加工，也可進行銑削、刨削、斷續切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工。

3、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小，切削不易粘接在刀片上.不易產生積屑瘤.加上可以進行高速切削。所以在條件相同時，工件表而粗糙度比較低。

4、刀具耐用度比傳統刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數，保證被加工工件的小錐度和高精度

5、耐高溫，紅硬性好。可在1200攝氏度下連續切削。所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬質合金高很多。可進行高速切削或實現“以車、銑代磨”，切削效率比傳統刀具高3-10倍，達到節約工時、電力、機床數30-70%或更高的效果

6、氮化硅陶瓷刀具主要原料是自然界很豐富的氮和硅，用它代替硬質合金，可節約大量W、Co、Ta和Nb等重要的金屬

目前我國陶瓷刀具的應用還處于起步階段，實際應用發展較慢。陶瓷刀具主要用于硬質合金刀具難以切削的工件粗加工。航空制造業推廣使用陶瓷刀具的時間不長，在陶瓷刀具的幾何參數、切削用量以及使用技術方面需要積累經驗。陶瓷材料與硬質合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、熱硬性和耐磨性。

7、陶瓷刀具化學穩定性、抗氧化能力等均優于硬質合金，非常適合干式連續高速切削高溫合金、淬硬剛、軸承鋼、高強度鋼等難加工材料。航空發動機中高溫合金應用很多，盤軸類零件較多，正是陶瓷刀具發揮其優勢的地方。實現高效加工，以陶瓷刀具替代部分硬質合金刀具，是完全可行的。陶瓷刀具不是萬能刀具，只有正確使用才能充分發揮其優越性。

陶瓷刀片的性能及適合加工材料

陶瓷刀片比硬質合金刀片相比，可承受2000℃的高溫，而硬質合金在800℃時則變軟;所以陶瓷刀片更具有高溫化學穩定性，可高速切削，但其缺點是氧化鋁陶瓷刀片的強度和韌性很低，容易破碎。因陶瓷刀片耐高溫，對高溫高速切削更有利，由于陶瓷熱導率低，高溫只在刀尖，高速切削所產生的熱量都隨切屑帶走，所以大部分研究者認為：氧化鋁陶瓷刀片能夠，且最好高于硬質合金切削的10倍線速度下進行切削，才能真正體現陶瓷刀片的優點。

為了減低陶瓷刀片對破碎的敏感性，在企圖改善其韌性、提高耐沖擊性能時，加入了氧化鋯或加入碳化鈦與氮化鈦的混合物。盡管加入了這些添加劑，但是陶瓷刀片的韌性比硬質合金刀片還是低得多。

另一個提高氧化鋁陶瓷刀片韌性的方法是在材料中加入結晶紋理或碳化硅晶須，通過這些特殊的平均起來僅有1納米直徑，20微米長很結實的晶須，相當程度地增加了陶瓷的韌性、強度和抗熱沖擊性能。單受其抗沖擊韌性限制，一直精車加工領域中使用。

和氧化鋁陶瓷刀片一樣，氮化硅陶瓷刀片比硬質合金刀片有更高的熱硬性。它耐高溫與機械沖擊的性能也比較好，與氧化鋁陶瓷刀片相比它的缺點是在加工鋼時它的化學穩定性不足?？墒?，用氮化硅陶瓷刀片可在440m/min(1450ft/min)或更高的速度下加工灰鑄鐵。

陶瓷刀片的適合加工材質：陶瓷刀片不能用于加工鋁，而對灰鑄鐵、球墨鑄鐵、淬硬鋼和某些未淬硬鋼、耐熱合金則特別適合?？墒菍@些材料而言，陶瓷刀片應用成功，還需要刀片刃口的外觀及微觀質量保證，并需要最佳的切削參數。

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