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陶瓷刀具特點及加工性能要求

編輯：轉(zhuǎn)自：先進陶瓷展發(fā)布時間：2022-12-09

陶瓷刀具特點：

1、耐磨性好，可加工傳統(tǒng)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(shè)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(xù)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(chǎn)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(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)，保證被加工工件的小錐度和高精度

5、耐高溫，紅硬性好?？稍?200攝氏度下連續(xù)切削。所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬質(zhì)合金高很多。可進行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”，切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍，達到節(jié)約工時、電力、機床數(shù)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(zhì)合金，可節(jié)約大量W、Co、Ta和Nb等重要的金屬

目前我國陶瓷刀具的應(yīng)用還處于起步階段，實際應(yīng)用發(fā)展較慢。陶瓷刀具主要用于硬質(zhì)合金刀具難以切削的工件粗加工。航空制造業(yè)推廣使用陶瓷刀具的時間不長，在陶瓷刀具的幾何參數(shù)、切削用量以及使用技術(shù)方面需要積累經(jīng)驗。陶瓷材料與硬質(zhì)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(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金，非常適合干式連續(xù)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(fā)動機中高溫合金應(yīng)用很多，盤軸類零件較多，正是陶瓷刀具發(fā)揮其優(yōu)勢的地方。實現(xiàn)高效加工，以陶瓷刀具替代部分硬質(zhì)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(fā)揮其優(yōu)越性。

陶瓷刀片的性能及適合加工材料

陶瓷刀片比硬質(zhì)合金刀片相比，可承受2000℃的高溫，而硬質(zhì)合金在800℃時則變軟;所以陶瓷刀片更具有高溫化學穩(wěn)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(chǎn)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(zhì)合金切削的10倍線速度下進行切削，才能真正體現(xiàn)陶瓷刀片的優(yōu)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(zhì)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(jié)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(jié)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(lǐng)域中使用。

和氧化鋁陶瓷刀片一樣，氮化硅陶瓷刀片比硬質(zhì)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(wěn)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(zhì)：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(yīng)用成功，還需要刀片刃口的外觀及微觀質(zhì)量保證，并需要最佳的切削參數(shù)。

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