陶瓷刀具的發展歷程

19世紀末以前，切削刀具都是用碳鋼制造(zao)的(de)，耐熱(re)性在200～250℃以(yi)下(xia)，切(qie)(qie)削(xue)速(su)(su)度很低，切(qie)(qie)削(xue)鋼(gang)(gang)時僅為(wei)6～10m/min，切(qie)(qie)削(xue)鑄(zhu)鐵時為(wei)3～5m/min。 其(qi)后，出現了合(he)金工具(ju)鋼(gang)(gang)、高(gao)速(su)(su)工具(ju)鋼(gang)(gang)和(he)硬(ying)質(zhi)合(he)金，刀(dao)具(ju)的(de)耐熱(re)性達(da)850～1000℃，切(qie)(qie)削(xue)速(su)(su)度可增(zeng)高(gao)至600～800m/min以(yi)上。隨著機械制造(zao)業的(de)不斷發(fa)展，硬(ying)質(zhi)合(he)金刀(dao)具(ju)的(de)耐熱(re)性已日(ri)益滿足不了切(qie)(qie)削(xue)速(su)(su)度不斷增(zeng)長(chang)的(de)需要，于是人(ren)們(men)把目光轉(zhuan)向(xiang)陶瓷刀(dao)具(ju)。

雖然早在1912～1913年，英國和德國己出現了氧化鋁陶瓷刀具，但其在生產上的應用則始于1950年。由于其強度、韌性低，較長期內僅限于做連續切削精加工用，且切削速度和進給量都較低。直到1968年才出現第二代陶瓷刀具——復合氧化鋁刀具，在(zai)強度(du)和韌性上較(jiao)之(zhi)氧化鋁刀具(ju)有了(le)明顯提(ti)高，可以在(zai)較(jiao)高的(de)速度(du)和較(jiao)大的(de)進給量下切削各種(zhong)工件，得到了(le)較(jiao)廣(guang)泛的(de)應用。

70年代末80年代初國際上出現了第三代陶瓷刀具——氮化硅陶瓷刀具，這類(lei)陶瓷刀(dao)具(ju)有比復合氧化鋁刀(dao)具(ju)更高的(de)韌(ren)性(xing)、抗沖擊性(xing)、高退強度和抗熱(re)震性(xing)。我國自70年代中就開始研(yan)究氮化硅陶瓷刀(dao)具(ju)，隨著對高溫結(jie)構陶瓷領域研(yan)究的(de)不斷深入，使氮化硅陶瓷的(de)性(xing)能有了很大(da)提高，從而使氮化硅陶瓷刀(dao)具(ju)在我國迅速(su)發展起來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)(tao)瓷(ci)刀具材料已被認為是(shi)效(xiao)(xiao)率最(zui)高(gao)(gao)、最(zui)有(you)發(fa)展前途的(de)刀具材料。陶(tao)(tao)瓷(ci)刀具可(ke)以(yi)(yi)實(shi)現以(yi)(yi)車代磨、以(yi)(yi)銑(xian)代拋的(de)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)“硬(ying)加工技(ji)術(shu)(shu)”以(yi)(yi)及(ji)“干切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)”，提高(gao)(gao)零件加工表面質(zhi)量。隨著各種新型陶(tao)(tao)瓷(ci)刀具材料的(de)使用，必將促進高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床及(ji)高(gao)(gao)速(su)切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展，而高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床、高(gao)(gao)速(su)切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)推(tui)廣與(yu)應用以(yi)(yi)及(ji)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀具更(geng)環(huan)保，更(geng)省(sheng)時、省(sheng)電，從而帶來經濟與(yu)環(huan)境的(de)雙效(xiao)(xiao)益。

可以預見，新型(xing)陶瓷刀(dao)具對切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)朝著高(gao)速、高(gao)效、高(gao)精度方向發展將(jiang)(jiang)產(chan)生(sheng)很大推動作用，它的(de)推廣應用將(jiang)(jiang)給金(jin)屬(shu)切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)帶(dai)來變革(ge)，改變傳(chuan)統(tong)的(de)刀(dao)具材料和切削(xue)技術，節省(sheng)工(gong)(gong)時、電力、機床占用臺數和生(sheng)產(chan)面積30%～70%，節省(sheng)戰略性貴重(zhong)金(jin)屬(shu)，從(cong)而帶(dai)來巨大的(de)經濟(ji)效益(yi)。

但陶瓷刀具的使用仍然具有一定的局限性，那就是與其他刀具比起來，陶瓷刀具的斷裂韌性不足，而斷裂(lie)韌性(xing)是評價其(qi)(qi)抗破(po)損能(neng)力的重要指(zhi)標(biao)之一。在進行銑、刨、鏜削及其(qi)(qi)他(ta)斷續加工時，刀(dao)片(pian)材料(liao)的斷裂(lie)韌性(xing)更為重要。為此，陶瓷(ci)刀(dao)具(ju)有(you)必要通過適當手段提高其(qi)(qi)硬度、抗彎強度及斷裂(lie)韌性(xing)。