什么是氮化硅陶瓷刀具

氮(dan)化硅陶瓷刀(dao)具(ju)是用一種非氧(yang)化物(wu)工(gong)程陶瓷制成(cheng)的(de)數控刀(dao)具(ju)，隨(sui)著切削加工(gong)生(sheng)產(chan)率和降低生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)要(yao)求的(de)不斷提高，W 、Co、Ta、Nb等金屬的(de)礦(kuang)產(chan)資源正日益減少，陶瓷刀(dao)具(ju)不斷發(fa)展起來，氮(dan)化硅陶瓷刀(dao)具(ju)就(jiu)是其中一種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般為(wei)93～94HRA，氣相沉(chen)積法制(zhi)造的(de)(de)(de)晶態Si3N4的(de)(de)(de)顯微硬度可達5000，它(ta)僅次于金剛石(shi)和立方氮(dan)化(hua)硼，但卻遠遠高于碳(tan)(tan)化(hua)鎢、碳(tan)(tan)化(hua)鈦和氧(yang)化(hua)鋁。所(suo)以(yi)Si3N4陶(tao)瓷刀(dao)(dao)具可具備比硬合(he)(he)金和氧(yang)化(hua)鋁基陶(tao)瓷刀(dao)(dao)具更高的(de)(de)(de)切削性能，可加(jia)工硬質合(he)(he)金難以(yi)加(jia)工或不能加(jia)工的(de)(de)(de)高硬材料，如(ru)可以(yi)加(jia)工硬度高達65HRC的(de)(de)(de)各類(lei)淬硬鋼和硬化(hua)鑄鐵，免(mian)除退火加(jia)工所(suo)消耗的(de)(de)(de)電力。其優良的(de)(de)(de)耐磨性，不僅延(yan)長(chang)了刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)切削壽命，而且還減(jian)少了加(jia)工中的(de)(de)(de)換刀(dao)(dao)次數，從(cong)而保證切削工件時的(de)(de)(de)小(xiao)錐(zhui)度和高精度，尤其在(zai)用數控機(ji)床進行高精密連續加(jia)工時，可減(jian)少對刀(dao)(dao)誤(wu)差(cha)和因磨損引起的(de)(de)(de)不可預測的(de)(de)(de)誤(wu)差(cha)，簡化(hua)刀(dao)(dao)具誤(wu)差(cha)補償。

2、高強度。目前(qian)氮化硅陶瓷刀片的抗彎強度(du)已達到750～1000Mpa，超過了高速鋼，與普通(tong)硬質合金相當。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即(ji)使(shi)在(zai)(zai) 1200～1450℃切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)高(gao)溫時仍能保持一(yi)定(ding)的(de)硬度(du)和強度(du)進行(xing)長時間切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)，因此(ci)允許采(cai)用遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于硬質合金刀(dao)具(ju)(ju)的(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)速度(du)實(shi)現高(gao)速切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)。其(qi)切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)速度(du)比(bi)硬質合金刀(dao)具(ju)(ju)提高(gao)3～10倍(bei)，因而能大幅(fu)度(du)提高(gao)生產效率。實(shi)驗(yan)證明，在(zai)(zai)眾(zhong)多的(de)陶(tao)瓷材料中，Si3N4陶(tao)瓷具(ju)(ju)有最佳的(de)耐(nai)熱性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂韌性值是評價陶瓷(ci)刀(dao)片(pian)抗(kang)破損能(neng)力(li)的(de)重要(yao)指標之一，它與材料的(de)組成(cheng)、結構、工藝等因素有關(guan)。Si3N4系列(lie)(lie)陶瓷(ci)刀(dao)片(pian)的(de)斷裂韌性值優于其他系列(lie)(lie)陶瓷(ci)刀(dao)片(pian)（達(da) 6～7MPam1/2），接近(jin)某些(xie)牌號的(de)硬質合(he)金刀(dao)片(pian)，因而具有良好的(de)抗(kang)沖擊能(neng)力(li)。

5、抗熱震性強。陶瓷(ci)材料的(de)抗熱(re)(re)震(zhen)性(xing)(xing)是指其(qi)在承受急(ji)劇溫度(du)(du)變化時，評價其(qi)抗破損能(neng)力的(de)重要指標(biao)。Si3N4系列陶瓷(ci)刀片(pian)的(de)抗熱(re)(re)震(zhen)性(xing)(xing)能(neng)指標(biao)ΔT ，由于其(qi)強度(du)(du)高(gao)、熱(re)(re)膨(peng)脹系數低而高(gao)達(da)600～800℃，明顯優(you)于其(qi)它系列陶瓷(ci)刀片(pian)（300～400℃），因(yin)而在高(gao)強度(du)(du)斷續(xu)零件的(de)毛坯加工方面，顯示出獨特的(de)優(you)越性(xing)(xing)能(neng)。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切屑不易(yi)粘拼在刀片(pian)上，不易(yi)產生積屑瘤，加上可以進行高速(su)切削(xue)，所以在條件相同時(shi)，工(gong)件表面粗糙(cao)度比較(jiao)低。

7、原材料豐富。氮化硅陶瓷(ci)刀具的主要(yao)原料是自然界(jie)很豐富的氮和硅，用它代(dai)替硬(ying)質合金，可(ke)節約大量w、Co、Ta和Nb等重要(yao)戰(zhan)略金屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶瓷的制造(zao)工藝比較簡單(dan)，不需要高溫高壓合成設(she)備(bei)。Si3N4陶瓷刀具可用人造(zao)金(jin)(jin)剛(gang)石砂輪磨(mo)削和金(jin)(jin)剛(gang)石研(yan)磨(mo)膏研(yan)磨(mo)。因此，這種刀片制造(zao)成本較低，便于推廣使用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料上(shang)盡可能使用(yong)超細(xi)粉，在生產工藝上(shang)采取各種措(cuo)施(shi)抑制(zhi)晶粒長大，從而(er)得到(dao)盡可能高的強度(du)和韌性。

2、刀片(pian)形狀盡量簡(jian)單(dan)，如(ru)不開斷屑槽，這樣有利于(yu)生產使用和提高(gao)刀具壽(shou)命。降低(di)刀片(pian)表而粗糙度(du)可抑(yi)制微裂紋(wen)生長。采用負倒(dao)棱可增大刀刃強度(du)。

3、在使用(yong)上對不(bu)同材料的工件，合理地使用(yong)不(bu)同的切削參數，可提高刀具的耐用(yong)度。

4、選擇(ze)轉數高、功率大、工(gong)件(jian)-機(ji)(ji)床-刀具系統剛(gang)性好的機(ji)(ji)床進行加工(gong)，以減小(xiao)振動，采用高速切削充(chong)分發揮陶瓷刀具的性能。