新型陶瓷刀具材料具有无可比拟的优势

刀具的性能是影响切削加工效率、精度、表面质量等的决定性因素之一。在现代化加工过程中，提高加工效率的有效方法是采用高速切削加工技术；随着现代科学技术和生产的发展，越来越多地采用超硬难加工材料，以提高机器设备的使用寿命和工作性能。而陶瓷刀具则以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和难加工材料方面显示了传统刀具无法比拟的优势。新型陶瓷刀具更由于有很高的硬度(hra93—95)，从而可加工硬度高达hrc65的各类难加工材料，免除退火加工所消耗的电力和时问；可提高工件硬度，延长机器设备的使用寿命。陶瓷刀具的主要原料al,0和Si是地壳中丰富的成分，可以说是取之不尽，用之不竭的，因此新型陶瓷刀具的应用前景十分广阔。

    　　（一）单一si3n4陶瓷刀具

    　　此类陶瓷刀具主要是以mg0为添加剂的热压陶瓷。其硬度为9l一93hra，耐磨性介于一般陶瓷和立方氮化硼之间，抗弯强度为0．7--0．85gpa，介于一般陶瓷和yt30之间，冲击韧度相当于y130，耐热性可达1300—1400℃，具有良好的抗氧化性。此外，Si陶瓷有自润滑性能，摩擦系数较小，抗粘接能力强，不易产生积屑瘤，且切削刃可磨得锋利。能加工出良好的表面质量，特别适合于车削易形成积屑瘤的工件材料，如铸造硅铝合金等。

    　　（二）复台si3n4陶瓷刀具

    　　由于si3n4陶瓷以共价键结合，晶粒是长柱状的，因此有较高的硬度、强度和断裂韧性，同时它有较小的热膨胀系数(=3×10-6／℃)，所以有较好的抗机械冲击性和抗热冲击性。si3n4刀具特别适合于铸铁、高温合金的粗精加工、高速切削和重切削，其切削耐用度比硬质合金刀具高几倍至十几倍。在汽车发动机铸铁缸体等加工中应用越来越普遍。但是si3n4陶瓷的硬度并不是特别高(hra92．5)，在加工硬度较高的工件时，如冷硬铸铁(hs65—80)、高铬铸铁(hss0—9o)等，纯si3n4|陶瓷刀具的耐用度是较低的。为改善其耐磨性。加人ticn、ticn+tin作为硬质弥散相，以提高刀具材料的硬度，同时保留较高的强度和断裂韧性，称为复合氮化硅陶瓷刀具。与单si3n4陶瓷刀具相比，复合氮化硅陶瓷刀具的抗氧化能力、化学稳定性、抗蠕变能力和耐磨性都有了很大提高，且易于制造和烧结。是今后陶瓷刀具的重点发展方向。

    　　（三）simon陶瓷刀具

    　　目前许多国家竟相开发一种新型si基陶瓷刀具：赛隆(simon)刀具。赛隆刀具是英国lucasaymon公司研制成功的一种单相陶瓷刀具，以si3n4为硬质相al203为耐磨相，并添加少量助烧剂y203，经热压烧结而成，有很高的强度和韧性(抗弯强度可达1200mpa，硬度达1800hv)，simon陶瓷刀具具有良好的抗热冲击性能，与si3n4相比。simon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更高。耐热温度较高达1300℃以上，具有较好的抗塑性变形能力。其冲击强度接近于涂层硬质合金刀具，巳成功应用于铸铁和高温合金等难加工材料的加工。目前国际上赛隆(simon)陶瓷材料的研究非常活跃，在改进制备工艺，进行复相、超细颗粒、自增韧．刀具材料等的研制方面巳取得了较好的成果。
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