什么是氮化硅陶瓷刀具

氮(dan)化硅陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)(ju)是用一種非氧化物工(gong)程(cheng)陶(tao)瓷(ci)制成(cheng)的數控刀具(ju)(ju)，隨(sui)著切削加(jia)工(gong)生產率和降低生產成(cheng)本要求的不斷(duan)(duan)提高，W 、Co、Ta、Nb等(deng)金屬的礦(kuang)產資源(yuan)正(zheng)日益減少，陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)(ju)不斷(duan)(duan)發展起來，氮(dan)化硅陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)(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(yi)般為93～94HRA，氣相沉(chen)積(ji)法制造的(de)(de)(de)晶(jing)態Si3N4的(de)(de)(de)顯微硬(ying)度(du)(du)可達5000，它僅(jin)次于(yu)金(jin)(jin)(jin)剛石和(he)立方氮化(hua)硼，但卻遠遠高(gao)(gao)于(yu)碳化(hua)鎢、碳化(hua)鈦(tai)和(he)氧化(hua)鋁。所以(yi)Si3N4陶(tao)瓷刀(dao)具可具備(bei)比硬(ying)合金(jin)(jin)(jin)和(he)氧化(hua)鋁基陶(tao)瓷刀(dao)具更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)切削性(xing)能，可加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)質合金(jin)(jin)(jin)難(nan)以(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)或(huo)不(bu)能加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)硬(ying)材料，如可以(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)度(du)(du)高(gao)(gao)達65HRC的(de)(de)(de)各類(lei)淬硬(ying)鋼和(he)硬(ying)化(hua)鑄鐵，免除退火加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)所消耗的(de)(de)(de)電(dian)力(li)。其優良的(de)(de)(de)耐磨(mo)性(xing)，不(bu)僅(jin)延長了刀(dao)具的(de)(de)(de)切削壽命，而且還(huan)減少(shao)了加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)中的(de)(de)(de)換刀(dao)次數(shu)，從而保證切削工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)時(shi)的(de)(de)(de)小錐度(du)(du)和(he)高(gao)(gao)精度(du)(du)，尤其在用數(shu)控機床進行高(gao)(gao)精密連(lian)續加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi)，可減少(shao)對刀(dao)誤差(cha)和(he)因磨(mo)損引起的(de)(de)(de)不(bu)可預測的(de)(de)(de)誤差(cha)，簡化(hua)刀(dao)具誤差(cha)補償(chang)。

2、高強度。目(mu)前氮化(hua)硅陶瓷(ci)刀片(pian)的(de)抗彎強(qiang)度已達到750～1000Mpa，超過了(le)高(gao)速鋼，與普通硬(ying)質合金相當。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使在(zai) 1200～1450℃切削(xue)(xue)(xue)高(gao)溫時(shi)仍能保持一定的(de)硬(ying)度和強度進行(xing)長時(shi)間切削(xue)(xue)(xue)，因(yin)此允許(xu)采用遠遠高(gao)于硬(ying)質合金(jin)刀(dao)具的(de)切削(xue)(xue)(xue)速度實現高(gao)速切削(xue)(xue)(xue)。其切削(xue)(xue)(xue)速度比硬(ying)質合金(jin)刀(dao)具提高(gao)3～10倍，因(yin)而能大幅度提高(gao)生(sheng)產效率。實驗證明，在(zai)眾多的(de)陶(tao)瓷材料(liao)中，Si3N4陶(tao)瓷具有最佳的(de)耐(nai)熱(re)性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂(lie)韌(ren)性(xing)值是評價(jia)陶瓷刀片(pian)抗破損能力的重要指(zhi)標之一，它(ta)與材(cai)料(liao)的組成、結構、工藝等因(yin)素有關。Si3N4系列陶瓷刀片(pian)的斷裂(lie)韌(ren)性(xing)值優于其他(ta)系列陶瓷刀片(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某(mou)些牌號的硬質合金刀片(pian)，因(yin)而具有良好的抗沖擊能力。

5、抗熱震性強。陶(tao)(tao)瓷(ci)材料的(de)(de)抗(kang)熱震性是(shi)指(zhi)其(qi)在承受急(ji)劇溫度變(bian)化時，評(ping)價其(qi)抗(kang)破(po)損能力的(de)(de)重要指(zhi)標。Si3N4系(xi)列(lie)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀片的(de)(de)抗(kang)熱震性能指(zhi)標ΔT ，由(you)于(yu)(yu)其(qi)強(qiang)(qiang)度高、熱膨(peng)脹(zhang)系(xi)數低(di)而(er)高達600～800℃，明顯優(you)(you)于(yu)(yu)其(qi)它系(xi)列(lie)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀片（300～400℃），因而(er)在高強(qiang)(qiang)度斷續零件的(de)(de)毛坯加工方面，顯示出(chu)獨特的(de)(de)優(you)(you)越性能。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切屑不(bu)易粘拼(pin)在(zai)刀片上，不(bu)易產生積(ji)屑瘤，加上可以進行高速切削，所以在(zai)條件(jian)相同時，工件(jian)表面(mian)粗糙度比較低。

7、原材料豐富。氮(dan)化硅(gui)陶瓷(ci)刀具的(de)主(zhu)要原料是自然界很豐富的(de)氮(dan)和硅(gui)，用(yong)它代替(ti)硬質合(he)金，可(ke)節約大量w、Co、Ta和Nb等重要戰略金屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶(tao)瓷(ci)的(de)制造(zao)工(gong)藝比較(jiao)簡單(dan)，不(bu)需(xu)要(yao)高(gao)溫高(gao)壓合成(cheng)設備。Si3N4陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具可用人造(zao)金剛石砂(sha)輪磨(mo)削(xue)和金剛石研磨(mo)膏研磨(mo)。因此(ci)，這(zhe)種刀(dao)片制造(zao)成(cheng)本較(jiao)低，便于(yu)推廣使用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料上盡(jin)(jin)可能使用超細粉，在生產(chan)工(gong)藝上采取(qu)各(ge)種(zhong)措施抑制晶(jing)粒長大，從而(er)得(de)到(dao)盡(jin)(jin)可能高的強度(du)和韌性。

2、刀(dao)片形狀盡量簡單，如不開斷屑槽(cao)，這(zhe)樣有利于生產使(shi)用(yong)和提高刀(dao)具壽命(ming)。降低刀(dao)片表而粗糙(cao)度可(ke)抑(yi)制微裂紋生長。采用(yong)負倒棱可(ke)增大刀(dao)刃強度。

3、在使用(yong)上(shang)對不同材(cai)料的(de)工(gong)件，合理(li)地使用(yong)不同的(de)切削參數，可(ke)提高刀具的(de)耐用(yong)度。

4、選擇(ze)轉數(shu)高(gao)、功率大(da)、工(gong)件-機床(chuang)-刀具系統(tong)剛(gang)性好(hao)的機床(chuang)進行加(jia)工(gong)，以減(jian)小振動(dong)，采(cai)用(yong)高(gao)速切(qie)削充分發揮陶瓷刀具的性能。