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(zhi)造(zao)(zao)的，耐熱性(xing)(xing)在200～250℃以(yi)下(xia)，切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速(su)度很低，切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)鋼時僅為(wei)6～10m/min，切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)鑄鐵(tie)時為(wei)3～5m/min。 其后，出現了合金(jin)(jin)工具(ju)鋼、高速(su)工具(ju)鋼和硬質(zhi)合金(jin)(jin)，刀具(ju)的耐熱性(xing)(xing)達850～1000℃，切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速(su)度可增(zeng)高至600～800m/min以(yi)上。隨著機械制(zhi)造(zao)(zao)業的不斷(duan)發(fa)展，硬質(zhi)合金(jin)(jin)刀具(ju)的耐熱性(xing)(xing)已日(ri)益滿足不了切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)速(su)度不斷(duan)增(zeng)長的需要，于是人(ren)們(men)把目光(guang)轉向陶瓷刀具(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(qiang)度和韌性上較之(zhi)氧(yang)化鋁刀具有(you)了明顯提(ti)高(gao)，可以(yi)在(zai)較高(gao)的(de)速度和較大(da)的(de)進給量下切削各(ge)種工件，得到了較廣泛的(de)應(ying)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，這類陶瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)有比復合氧(yang)化鋁刀(dao)(dao)具(ju)更高的韌性(xing)、抗(kang)沖擊性(xing)、高退強度和抗(kang)熱震(zhen)性(xing)。我(wo)國(guo)自(zi)70年代中就開(kai)始研究氮(dan)化硅陶瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)，隨著對高溫結(jie)構陶瓷(ci)(ci)領域(yu)研究的不斷深入(ru)，使氮(dan)化硅陶瓷(ci)(ci)的性(xing)能(neng)有了(le)很大提高，從而使氮(dan)化硅陶瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)在(zai)我(wo)國(guo)迅速發展起來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶瓷(ci)(ci)刀具(ju)材料已(yi)被認(ren)為是效(xiao)(xiao)率(lv)最(zui)高(gao)(gao)(gao)、最(zui)有發展(zhan)前途的(de)刀具(ju)材料。陶瓷(ci)(ci)刀具(ju)可(ke)以(yi)實現(xian)以(yi)車(che)代磨、以(yi)銑代拋的(de)高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)“硬加(jia)(jia)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)”以(yi)及“干切(qie)削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)”，提高(gao)(gao)(gao)零件加(jia)(jia)工表面質量。隨著(zhu)各種新型陶瓷(ci)(ci)刀具(ju)材料的(de)使用(yong)，必將促(cu)進高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床及高(gao)(gao)(gao)速切(qie)削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)發展(zhan)，而高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床、高(gao)(gao)(gao)速切(qie)削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)推廣(guang)與(yu)應用(yong)以(yi)及陶瓷(ci)(ci)刀具(ju)更環(huan)保，更省(sheng)時、省(sheng)電，從而帶來經濟(ji)與(yu)環(huan)境的(de)雙效(xiao)(xiao)益(yi)。

可以預見，新型陶瓷刀具對切削加工(gong)朝(chao)著高(gao)速、高(gao)效、高(gao)精(jing)度方向發展將產生很大推動(dong)作用，它的推廣應用將給(gei)金(jin)屬(shu)切削加工(gong)工(gong)藝帶來(lai)變革，改變傳統的刀具材料和(he)(he)切削技術，節省工(gong)時(shi)、電力、機床占用臺(tai)數(shu)和(he)(he)生產面(mian)積30%～70%，節省戰略性貴重(zhong)金(jin)屬(shu)，從(cong)而帶來(lai)巨大的經濟效益。

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(ren)性(xing)是(shi)評價其抗破損(sun)能力的重(zhong)要(yao)指標之一。在進行銑、刨、鏜削(xue)及其他斷續加工時(shi)，刀片材料的斷裂(lie)韌(ren)性(xing)更為重(zhong)要(yao)。為此，陶瓷(ci)刀具有必要(yao)通過適當手段(duan)提高(gao)其硬度、抗彎(wan)強度及斷裂(lie)韌(ren)性(xing)。