什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具(ju)是用一(yi)種(zhong)非氧化(hua)物工程陶(tao)瓷(ci)(ci)制成(cheng)的(de)數控(kong)刀具(ju)，隨著(zhu)切削加工生(sheng)產率和降低生(sheng)產成(cheng)本要求的(de)不斷提高，W 、Co、Ta、Nb等金屬的(de)礦(kuang)產資源正日益(yi)減少，陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具(ju)不斷發展起來(lai)，氮化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具(ju)就是其中一(yi)種(zhong)。

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)積法制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)態Si3N4的(de)(de)(de)(de)(de)顯微(wei)硬(ying)(ying)度可(ke)(ke)達(da)5000，它僅次(ci)于(yu)金(jin)剛石和(he)(he)立方氮化(hua)硼，但卻(que)遠遠高(gao)于(yu)碳(tan)化(hua)鎢、碳(tan)化(hua)鈦和(he)(he)氧(yang)化(hua)鋁。所以Si3N4陶(tao)瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)可(ke)(ke)具(ju)備比硬(ying)(ying)合金(jin)和(he)(he)氧(yang)化(hua)鋁基陶(tao)瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)性能(neng)(neng)，可(ke)(ke)加(jia)(jia)工硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)難以加(jia)(jia)工或不能(neng)(neng)加(jia)(jia)工的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)硬(ying)(ying)材料，如(ru)可(ke)(ke)以加(jia)(jia)工硬(ying)(ying)度高(gao)達(da)65HRC的(de)(de)(de)(de)(de)各類淬硬(ying)(ying)鋼(gang)和(he)(he)硬(ying)(ying)化(hua)鑄(zhu)鐵，免除退火加(jia)(jia)工所消耗的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)力(li)。其優良的(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性，不僅延長(chang)了(le)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)壽命，而且(qie)還減少(shao)了(le)加(jia)(jia)工中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)換刀(dao)(dao)(dao)次(ci)數(shu)，從而保證切(qie)削(xue)(xue)工件(jian)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)小錐度和(he)(he)高(gao)精(jing)度，尤其在(zai)用(yong)數(shu)控(kong)機床進行(xing)高(gao)精(jing)密連續加(jia)(jia)工時(shi)，可(ke)(ke)減少(shao)對刀(dao)(dao)(dao)誤(wu)(wu)(wu)差和(he)(he)因(yin)磨損(sun)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)不可(ke)(ke)預測的(de)(de)(de)(de)(de)誤(wu)(wu)(wu)差，簡化(hua)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)誤(wu)(wu)(wu)差補償(chang)。

2、高強度。目前氮化(hua)硅陶瓷刀片的(de)抗彎強(qiang)度已達到750～1000Mpa，超過了高速鋼，與普通硬(ying)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)(qie)削(xue)高(gao)(gao)溫(wen)時(shi)仍能(neng)保持一定的硬度(du)和強度(du)進行(xing)長(chang)時(shi)間切(qie)(qie)削(xue)，因(yin)此允許(xu)采(cai)用遠遠高(gao)(gao)于(yu)硬質(zhi)合(he)金刀(dao)具(ju)的切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)實(shi)現高(gao)(gao)速(su)切(qie)(qie)削(xue)。其切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)比(bi)硬質(zhi)合(he)金刀(dao)具(ju)提高(gao)(gao)3～10倍(bei)，因(yin)而能(neng)大(da)幅度(du)提高(gao)(gao)生產效率。實(shi)驗證明，在(zai)眾(zhong)多的陶瓷(ci)材料(liao)中，Si3N4陶瓷(ci)具(ju)有最佳(jia)的耐(nai)熱性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂韌性(xing)值(zhi)是評(ping)價陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)抗破(po)損能(neng)力(li)(li)的重(zhong)要指標之一，它與材料的組(zu)成、結構、工(gong)藝等因素有(you)關。Si3N4系列陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)的斷裂韌性(xing)值(zhi)優(you)于其他系列陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某些牌號的硬質合金刀(dao)(dao)片(pian)，因而具有(you)良好的抗沖(chong)擊能(neng)力(li)(li)。

5、抗熱震性強。陶瓷(ci)材料的(de)抗熱(re)震(zhen)性(xing)是指(zhi)其(qi)在(zai)承(cheng)受急(ji)劇溫度變化時，評價其(qi)抗破(po)損能力的(de)重要指(zhi)標。Si3N4系列陶瓷(ci)刀片(pian)(pian)的(de)抗熱(re)震(zhen)性(xing)能指(zhi)標ΔT ，由(you)于其(qi)強(qiang)度高(gao)、熱(re)膨脹系數低而高(gao)達600～800℃，明(ming)顯優于其(qi)它系列陶瓷(ci)刀片(pian)(pian)（300～400℃），因而在(zai)高(gao)強(qiang)度斷續零件的(de)毛坯(pi)加工方(fang)面，顯示(shi)出獨特的(de)優越(yue)性(xing)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)(zai)刀片上，不(bu)易產生積(ji)屑瘤(liu)，加上可以進行高速切削，所以在(zai)(zai)條件相同時，工(gong)件表面粗(cu)糙(cao)度比較(jiao)低。

7、原材料豐富。氮(dan)(dan)化硅陶瓷刀具的主要(yao)原料是自然界(jie)很豐富的氮(dan)(dan)和硅，用它(ta)代替硬(ying)質(zhi)合金，可節(jie)約(yue)大量(liang)w、Co、Ta和Nb等重(zhong)要(yao)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)的制造工(gong)藝比(bi)較簡單，不需要(yao)高溫高壓合成設備。Si3N4陶(tao)瓷(ci)刀具可用人造金(jin)剛(gang)石砂輪磨削(xue)和金(jin)剛(gang)石研(yan)磨膏研(yan)磨。因此，這種刀片制造成本較低(di)，便于(yu)推廣使用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在(zai)原料上(shang)(shang)盡(jin)可能使(shi)用超細粉，在(zai)生產工藝上(shang)(shang)采取各種措施抑制晶粒長大，從而得(de)到盡(jin)可能高的強度(du)和韌(ren)性(xing)。

2、刀片形狀(zhuang)盡(jin)量(liang)簡單，如(ru)不開(kai)斷屑槽，這(zhe)樣有利于生(sheng)產使用(yong)和提高刀具(ju)壽命。降低刀片表而粗糙度可(ke)抑制(zhi)微裂紋生(sheng)長。采(cai)用(yong)負倒棱可(ke)增大刀刃強度。

3、在使用上對(dui)不(bu)同(tong)材(cai)料的工件，合理地使用不(bu)同(tong)的切(qie)削參數，可提高刀具的耐用度(du)。

4、選(xuan)擇轉數高、功率大、工件-機床(chuang)-刀具系統剛(gang)性(xing)好的機床(chuang)進行加工，以減小振(zhen)動，采用高速切(qie)削充(chong)分發揮陶瓷刀具的性(xing)能。