什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化(hua)(hua)(hua)硅陶(tao)瓷(ci)刀具是(shi)用一種非氧化(hua)(hua)(hua)物工程陶(tao)瓷(ci)制(zhi)成(cheng)的數控刀具，隨著切削加工生(sheng)產率(lv)和降低生(sheng)產成(cheng)本(ben)要(yao)求的不斷(duan)提高，W 、Co、Ta、Nb等金屬的礦產資(zi)源正日益減少，陶(tao)瓷(ci)刀具不斷(duan)發(fa)展(zhan)起來，氮化(hua)(hua)(hua)硅陶(tao)瓷(ci)刀具就是(shi)其中一種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一(yi)般(ban)為93～94HRA，氣(qi)相(xiang)沉積法制造的(de)(de)晶態(tai)Si3N4的(de)(de)顯(xian)微硬(ying)度(du)可(ke)達5000，它(ta)僅次于金剛石和(he)立方氮化硼，但卻遠遠高(gao)(gao)于碳化鎢、碳化鈦和(he)氧(yang)化鋁。所以Si3N4陶瓷刀具(ju)可(ke)具(ju)備比硬(ying)合金和(he)氧(yang)化鋁基陶瓷刀具(ju)更高(gao)(gao)的(de)(de)切削性(xing)能，可(ke)加(jia)工硬(ying)質合金難(nan)以加(jia)工或不能加(jia)工的(de)(de)高(gao)(gao)硬(ying)材料，如(ru)可(ke)以加(jia)工硬(ying)度(du)高(gao)(gao)達65HRC的(de)(de)各類(lei)淬硬(ying)鋼和(he)硬(ying)化鑄鐵，免除退(tui)火加(jia)工所消耗的(de)(de)電力。其(qi)(qi)優(you)良(liang)的(de)(de)耐磨性(xing)，不僅延長了刀具(ju)的(de)(de)切削壽命(ming)，而(er)且還減少(shao)了加(jia)工中的(de)(de)換(huan)刀次數，從而(er)保證(zheng)切削工件時的(de)(de)小(xiao)錐度(du)和(he)高(gao)(gao)精度(du)，尤其(qi)(qi)在用數控(kong)機床進(jin)行高(gao)(gao)精密連續加(jia)工時，可(ke)減少(shao)對(dui)刀誤(wu)差(cha)和(he)因磨損引起的(de)(de)不可(ke)預測的(de)(de)誤(wu)差(cha)，簡(jian)化刀具(ju)誤(wu)差(cha)補償。

2、高強度。目前氮化硅陶(tao)瓷刀片的(de)抗彎強度已達(da)到750～1000Mpa，超(chao)過了高速(su)鋼，與普通硬(ying)質合金相(xiang)當(dang)。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即(ji)使在(zai) 1200～1450℃切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)高(gao)(gao)(gao)溫時仍能保持(chi)一定的硬度(du)和強度(du)進(jin)行(xing)長時間切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)，因此(ci)允許采用遠遠高(gao)(gao)(gao)于硬質合(he)金刀具(ju)(ju)的切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速度(du)實(shi)現高(gao)(gao)(gao)速切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)。其切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速度(du)比(bi)硬質合(he)金刀具(ju)(ju)提高(gao)(gao)(gao)3～10倍(bei)，因而能大幅度(du)提高(gao)(gao)(gao)生產效率。實(shi)驗證明，在(zai)眾多的陶瓷材料中，Si3N4陶瓷具(ju)(ju)有(you)最佳的耐(nai)熱(re)性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷(duan)(duan)裂韌(ren)性值(zhi)(zhi)是評價陶(tao)瓷刀(dao)片抗破(po)損能力的(de)(de)重要指標之一，它與材(cai)料的(de)(de)組成、結構、工藝等因(yin)素有關。Si3N4系列(lie)陶(tao)瓷刀(dao)片的(de)(de)斷(duan)(duan)裂韌(ren)性值(zhi)(zhi)優于其他系列(lie)陶(tao)瓷刀(dao)片（達 6～7MPam1/2），接近某些牌(pai)號的(de)(de)硬(ying)質合金(jin)刀(dao)片，因(yin)而具有良好的(de)(de)抗沖擊能力。

5、抗熱震性強。陶瓷材料的(de)(de)抗熱(re)震(zhen)性是指(zhi)其(qi)在承受急劇溫度變(bian)化時，評價其(qi)抗破損能(neng)力的(de)(de)重要指(zhi)標。Si3N4系(xi)(xi)列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)的(de)(de)抗熱(re)震(zhen)性能(neng)指(zhi)標ΔT ，由于其(qi)強度高(gao)、熱(re)膨脹系(xi)(xi)數低而高(gao)達600～800℃，明顯(xian)優于其(qi)它系(xi)(xi)列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)（300～400℃），因而在高(gao)強度斷續零(ling)件的(de)(de)毛坯(pi)加(jia)工方面，顯(xian)示出獨特的(de)(de)優越性能(neng)。

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(chan)生積屑瘤，加(jia)上可以(yi)進行高速(su)切削，所以(yi)在(zai)條件相同時，工(gong)件表面粗(cu)糙(cao)度比較低。

7、原材料豐富。氮化硅(gui)陶瓷刀具(ju)的主要原(yuan)料(liao)是自(zi)然界(jie)很豐富(fu)的氮和硅(gui)，用它代替(ti)硬質合金，可節約大量w、Co、Ta和Nb等(deng)重(zhong)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)的制造工藝比較(jiao)簡單，不(bu)需要高溫(wen)高壓合成(cheng)設(she)備(bei)。Si3N4陶(tao)瓷(ci)刀具可用(yong)人造金剛石砂輪磨(mo)削和金剛石研(yan)(yan)磨(mo)膏研(yan)(yan)磨(mo)。因此，這種刀片(pian)制造成(cheng)本較(jiao)低，便于推廣使(shi)用(yong)。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料上(shang)盡可(ke)能使用超細粉，在生產工藝上(shang)采(cai)取各種措施(shi)抑制晶粒長(chang)大(da)，從而得到盡可(ke)能高的強(qiang)度和(he)韌性。

2、刀(dao)片形狀盡量簡單，如不開斷屑槽，這(zhe)樣有利于生(sheng)產(chan)使用和提高刀(dao)具(ju)壽(shou)命(ming)。降低刀(dao)片表而粗糙度(du)可抑制微裂紋生(sheng)長。采用負(fu)倒棱可增大刀(dao)刃強(qiang)度(du)。

3、在(zai)使用上對不同材料的(de)工(gong)件(jian)，合理地使用不同的(de)切削(xue)參數，可(ke)提高(gao)刀(dao)具的(de)耐用度。

4、選擇轉數(shu)高、功率大、工件-機床(chuang)-刀具系統剛性好的(de)機床(chuang)進行加工，以(yi)減小振(zhen)動，采(cai)用高速切削充分(fen)發揮陶瓷(ci)刀具的(de)性能。