什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化硅陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)是(shi)用一(yi)種非氧化物工(gong)程(cheng)陶(tao)瓷(ci)制成的(de)數(shu)控刀具(ju)，隨(sui)著切削加(jia)工(gong)生產率和(he)降低(di)生產成本(ben)要求的(de)不斷提高(gao)，W 、Co、Ta、Nb等金屬的(de)礦產資源正日益減少，陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)不斷發(fa)展(zhan)起來，氮化硅陶(tao)瓷(ci)刀具(ju)就是(shi)其中一(yi)種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般為93～94HRA，氣相(xiang)沉積法制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)(de)晶態(tai)Si3N4的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)微(wei)硬(ying)度(du)(du)可(ke)(ke)達5000，它僅次于金(jin)(jin)剛石和(he)立方氮(dan)化(hua)(hua)(hua)硼，但(dan)卻遠遠高(gao)(gao)于碳化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)、碳化(hua)(hua)(hua)鈦和(he)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)。所以Si3N4陶(tao)瓷(ci)刀具可(ke)(ke)具備比硬(ying)合(he)金(jin)(jin)和(he)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)基陶(tao)瓷(ci)刀具更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)性(xing)能，可(ke)(ke)加(jia)工硬(ying)質合(he)金(jin)(jin)難以加(jia)工或不能加(jia)工的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)硬(ying)材(cai)料，如可(ke)(ke)以加(jia)工硬(ying)度(du)(du)高(gao)(gao)達65HRC的(de)(de)(de)(de)(de)各類(lei)淬硬(ying)鋼(gang)和(he)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)鑄鐵(tie)，免除(chu)退火加(jia)工所消耗的(de)(de)(de)(de)(de)電力。其優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)性(xing)，不僅延(yan)長(chang)了刀具的(de)(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)壽命，而且(qie)還減少(shao)了加(jia)工中的(de)(de)(de)(de)(de)換刀次數，從而保證切削(xue)(xue)工件時的(de)(de)(de)(de)(de)小錐度(du)(du)和(he)高(gao)(gao)精度(du)(du)，尤(you)其在用數控機床進行高(gao)(gao)精密連續(xu)加(jia)工時，可(ke)(ke)減少(shao)對刀誤(wu)(wu)差(cha)和(he)因磨(mo)損引起的(de)(de)(de)(de)(de)不可(ke)(ke)預測的(de)(de)(de)(de)(de)誤(wu)(wu)差(cha)，簡化(hua)(hua)(hua)刀具誤(wu)(wu)差(cha)補償(chang)。

2、高強度。目前氮化硅陶(tao)瓷刀片的抗彎強度(du)已達(da)到750～1000Mpa，超過了高速(su)鋼，與(yu)普通硬質合金相當(dang)。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使在(zai) 1200～1450℃切(qie)削高(gao)溫時(shi)仍能保持一定的(de)(de)硬(ying)度和強度進行(xing)長時(shi)間切(qie)削，因此(ci)允(yun)許采用(yong)遠遠高(gao)于硬(ying)質合金刀具(ju)的(de)(de)切(qie)削速度實現高(gao)速切(qie)削。其切(qie)削速度比硬(ying)質合金刀具(ju)提(ti)高(gao)3～10倍(bei)，因而能大幅(fu)度提(ti)高(gao)生產效率。實驗(yan)證(zheng)明，在(zai)眾(zhong)多的(de)(de)陶瓷材(cai)料(liao)中，Si3N4陶瓷具(ju)有最佳的(de)(de)耐(nai)熱(re)性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂(lie)韌性(xing)值是評價陶瓷刀(dao)片(pian)(pian)抗(kang)破(po)損能力的(de)重要指(zhi)標之一，它與材料的(de)組成、結(jie)構、工藝等因(yin)素有關(guan)。Si3N4系列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)(pian)的(de)斷裂(lie)韌性(xing)值優于其他(ta)系列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某些牌(pai)號的(de)硬質合金刀(dao)片(pian)(pian)，因(yin)而(er)具有良好(hao)的(de)抗(kang)沖擊(ji)能力。

5、抗熱震性強。陶(tao)瓷(ci)材料的(de)抗熱(re)震性是指其(qi)(qi)在承受急劇溫度(du)變化時，評(ping)價其(qi)(qi)抗破損能力的(de)重要(yao)指標。Si3N4系列陶(tao)瓷(ci)刀片的(de)抗熱(re)震性能指標ΔT ，由(you)于其(qi)(qi)強(qiang)度(du)高(gao)、熱(re)膨脹(zhang)系數低而高(gao)達600～800℃，明顯優于其(qi)(qi)它系列陶(tao)瓷(ci)刀片（300～400℃），因而在高(gao)強(qiang)度(du)斷(duan)續零件的(de)毛(mao)坯加工方面，顯示出獨特的(de)優越性能。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切(qie)屑不易粘拼在刀片上，不易產生積屑瘤，加上可以(yi)進(jin)行高速切(qie)削(xue)，所以(yi)在條件(jian)(jian)相同時(shi)，工件(jian)(jian)表面粗糙(cao)度比較(jiao)低(di)。

7、原材料豐富。氮(dan)化硅(gui)陶瓷(ci)刀具的主要原料是(shi)自然界很(hen)豐富的氮(dan)和(he)硅(gui)，用它(ta)代(dai)替硬質合金(jin)(jin)，可(ke)節約大量w、Co、Ta和(he)Nb等重要戰略金(jin)(jin)屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶(tao)(tao)瓷的(de)制造(zao)(zao)(zao)工藝比較(jiao)簡單(dan)，不需要高溫高壓合成(cheng)(cheng)設備。Si3N4陶(tao)(tao)瓷刀具可用(yong)人造(zao)(zao)(zao)金剛石砂(sha)輪磨(mo)削(xue)和(he)金剛石研(yan)(yan)磨(mo)膏研(yan)(yan)磨(mo)。因此，這種(zhong)刀片制造(zao)(zao)(zao)成(cheng)(cheng)本較(jiao)低，便(bian)于推廣使(shi)用(yong)。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料上盡可能(neng)使用超細粉，在生產工藝上采取各(ge)種措(cuo)施(shi)抑(yi)制晶(jing)粒長(chang)大，從而(er)得(de)到盡可能(neng)高的(de)強度(du)和韌(ren)性。

2、刀(dao)片形狀盡量簡單，如不開斷(duan)屑槽，這(zhe)樣有利(li)于生產使用和提高(gao)刀(dao)具壽命(ming)。降低刀(dao)片表而粗糙度(du)可抑制微裂紋生長。采用負倒棱(leng)可增(zeng)大刀(dao)刃強度(du)。

3、在使用(yong)(yong)上對不同材料的(de)(de)工件，合理地使用(yong)(yong)不同的(de)(de)切(qie)削參數(shu)，可提高刀(dao)具(ju)的(de)(de)耐用(yong)(yong)度。

4、選擇轉數高(gao)、功(gong)率大、工件(jian)-機(ji)床-刀具系統剛(gang)性(xing)好的(de)機(ji)床進(jin)行加工，以減(jian)小(xiao)振動，采用(yong)高(gao)速切削充(chong)分發揮陶瓷(ci)刀具的(de)性(xing)能。