什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)刀具是用一種非氧化(hua)物工(gong)(gong)程(cheng)陶(tao)瓷(ci)制成的(de)數控刀具，隨(sui)著切削(xue)加工(gong)(gong)生產率和降(jiang)低生產成本要求的(de)不(bu)斷提高(gao)，W 、Co、Ta、Nb等(deng)金屬的(de)礦產資源(yuan)正日益減少，陶(tao)瓷(ci)刀具不(bu)斷發展起來，氮化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)刀具就是其中一種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般為93～94HRA，氣相沉積法(fa)制造的(de)(de)(de)晶態Si3N4的(de)(de)(de)顯(xian)微硬度(du)可達5000，它僅(jin)次(ci)于金(jin)(jin)剛石(shi)和(he)(he)立方氮化(hua)(hua)(hua)硼，但卻遠遠高于碳化(hua)(hua)(hua)鎢、碳化(hua)(hua)(hua)鈦和(he)(he)氧化(hua)(hua)(hua)鋁。所(suo)以Si3N4陶瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)可具(ju)備比硬合金(jin)(jin)和(he)(he)氧化(hua)(hua)(hua)鋁基陶瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更高的(de)(de)(de)切削性能，可加(jia)(jia)工硬質合金(jin)(jin)難以加(jia)(jia)工或(huo)不能加(jia)(jia)工的(de)(de)(de)高硬材料，如(ru)可以加(jia)(jia)工硬度(du)高達65HRC的(de)(de)(de)各類淬硬鋼和(he)(he)硬化(hua)(hua)(hua)鑄(zhu)鐵，免(mian)除(chu)退火加(jia)(jia)工所(suo)消耗的(de)(de)(de)電力。其(qi)優良的(de)(de)(de)耐磨(mo)性，不僅(jin)延長了刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)(de)切削壽命(ming)，而且還減少了加(jia)(jia)工中(zhong)的(de)(de)(de)換刀(dao)(dao)(dao)次(ci)數，從而保證切削工件時的(de)(de)(de)小錐度(du)和(he)(he)高精度(du)，尤其(qi)在(zai)用數控機床(chuang)進行(xing)高精密連(lian)續加(jia)(jia)工時，可減少對刀(dao)(dao)(dao)誤差和(he)(he)因磨(mo)損引起(qi)的(de)(de)(de)不可預測的(de)(de)(de)誤差，簡化(hua)(hua)(hua)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)誤差補償(chang)。

2、高強度。目前(qian)氮化硅陶瓷刀片(pian)的(de)抗彎(wan)強度已達(da)到750～1000Mpa，超(chao)過了高速鋼，與(yu)普通硬質合金相當。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使(shi)在 1200～1450℃切削(xue)高(gao)(gao)溫時仍能保持一定的(de)硬度(du)和強(qiang)度(du)進行長時間切削(xue)，因此允許采(cai)用遠遠高(gao)(gao)于硬質合(he)金刀具的(de)切削(xue)速(su)度(du)實(shi)現高(gao)(gao)速(su)切削(xue)。其切削(xue)速(su)度(du)比硬質合(he)金刀具提(ti)高(gao)(gao)3～10倍，因而能大幅度(du)提(ti)高(gao)(gao)生(sheng)產(chan)效率。實(shi)驗證明，在眾多的(de)陶瓷材(cai)料中，Si3N4陶瓷具有(you)最佳的(de)耐熱性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂(lie)韌(ren)(ren)性值是評價陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)(pian)抗(kang)(kang)破損能力的(de)重要指標之(zhi)一，它與材料(liao)的(de)組成、結構、工藝等因素有關。Si3N4系列陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)(pian)的(de)斷裂(lie)韌(ren)(ren)性值優于其他系列陶(tao)瓷刀(dao)(dao)片(pian)(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某些牌號的(de)硬質合金(jin)刀(dao)(dao)片(pian)(pian)，因而具有良好的(de)抗(kang)(kang)沖擊能力。

5、抗熱震性強。陶瓷材料的(de)(de)抗熱震(zhen)性是指其(qi)在承(cheng)受急劇溫度(du)變化(hua)時，評(ping)價其(qi)抗破損能力的(de)(de)重要(yao)指標。Si3N4系(xi)列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)的(de)(de)抗熱震(zhen)性能指標ΔT ，由于(yu)其(qi)強度(du)高(gao)、熱膨脹系(xi)數低而高(gao)達600～800℃，明顯優于(yu)其(qi)它系(xi)列(lie)陶瓷刀(dao)片(pian)（300～400℃），因而在高(gao)強度(du)斷續(xu)零件(jian)的(de)(de)毛(mao)坯加工方面，顯示出獨特(te)的(de)(de)優越性能。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切屑不易粘(zhan)拼在(zai)刀(dao)片上，不易產生積(ji)屑瘤，加上可(ke)以進行高(gao)速切削，所以在(zai)條(tiao)件相同時，工件表面粗糙度比較低。

7、原材料豐富。氮(dan)化硅(gui)(gui)陶瓷刀具(ju)的(de)主要(yao)原料是自(zi)然界很豐(feng)富的(de)氮(dan)和硅(gui)(gui)，用它代替硬質(zhi)合(he)金，可(ke)節約(yue)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(de)制造工藝比較簡(jian)單(dan)，不需(xu)要高(gao)溫高(gao)壓合成設備(bei)。Si3N4陶瓷刀(dao)具可用人造金剛石砂輪磨削和金剛石研(yan)(yan)磨膏研(yan)(yan)磨。因(yin)此，這種(zhong)刀(dao)片制造成本較低，便于(yu)推(tui)廣使用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料(liao)上(shang)盡可(ke)能使用超細粉，在生產工藝上(shang)采取各(ge)種(zhong)措(cuo)施抑制晶(jing)粒長大(da)，從而得到盡可(ke)能高的(de)強度(du)和(he)韌性。

2、刀片(pian)形狀盡量(liang)簡單(dan)，如不開(kai)斷屑槽，這樣有(you)利于生(sheng)產使用和提高(gao)刀具壽(shou)命。降低(di)刀片(pian)表而粗糙(cao)度可抑制微(wei)裂(lie)紋生(sheng)長(chang)。采用負倒棱(leng)可增大刀刃強度。

3、在使用(yong)上對不(bu)同(tong)材料的(de)工件，合理地使用(yong)不(bu)同(tong)的(de)切(qie)削參數，可提(ti)高刀具的(de)耐用(yong)度。

4、選擇轉數高、功率(lv)大(da)、工件-機(ji)床-刀(dao)具系統剛性好的(de)機(ji)床進行加(jia)工，以減小振(zhen)動，采用高速切削充分發(fa)揮陶瓷刀(dao)具的(de)性能。