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的，耐(nai)熱性在200～250℃以下，切(qie)削(xue)速度很低，切(qie)削(xue)鋼(gang)(gang)時(shi)僅為(wei)6～10m/min，切(qie)削(xue)鑄鐵時(shi)為(wei)3～5m/min。 其后(hou)，出現(xian)了(le)合金工具(ju)鋼(gang)(gang)、高(gao)速工具(ju)鋼(gang)(gang)和硬(ying)質(zhi)合金，刀具(ju)的耐(nai)熱性達(da)850～1000℃，切(qie)削(xue)速度可增(zeng)高(gao)至(zhi)600～800m/min以上。隨著(zhu)機(ji)械制造業的不斷發(fa)展，硬(ying)質(zhi)合金刀具(ju)的耐(nai)熱性已日益滿足不了(le)切(qie)削(xue)速度不斷增(zeng)長的需要，于是人們把目(mu)光轉向(xiang)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，在強度和(he)韌性上較(jiao)之氧化(hua)鋁刀具有(you)了明顯(xian)提高(gao)，可以在較(jiao)高(gao)的(de)速度和(he)較(jiao)大的(de)進(jin)給量下(xia)切削各種工件，得到了較(jiao)廣泛的(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(ci)刀具有(you)比復合氧化鋁刀具更(geng)高(gao)的(de)(de)韌性、抗沖擊性、高(gao)退強度和抗熱震性。我(wo)國自(zi)70年代中就(jiu)開始研(yan)究氮化硅(gui)陶瓷(ci)刀具，隨(sui)著對高(gao)溫結構陶瓷(ci)領域研(yan)究的(de)(de)不斷深(shen)入，使氮化硅(gui)陶瓷(ci)的(de)(de)性能有(you)了很大(da)提高(gao)，從而使氮化硅(gui)陶瓷(ci)刀具在我(wo)國迅(xun)速發(fa)展起(qi)來(lai)。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)材料已被(bei)認為是效(xiao)(xiao)率最(zui)高(gao)(gao)、最(zui)有發(fa)展前途(tu)的刀(dao)具(ju)(ju)材料。陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)可以(yi)實現(xian)以(yi)車代磨、以(yi)銑代拋的高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)“硬加工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)”以(yi)及(ji)“干切削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)”，提高(gao)(gao)零(ling)件加工表面質量(liang)。隨著各種新型陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)材料的使用，必(bi)將(jiang)促進高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機(ji)床及(ji)高(gao)(gao)速切削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的發(fa)展，而高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機(ji)床、高(gao)(gao)速切削(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的推廣與應用以(yi)及(ji)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)更環(huan)保，更省時、省電，從而帶來(lai)經濟與環(huan)境的雙效(xiao)(xiao)益。

可以(yi)預見，新型(xing)陶瓷刀具對切削(xue)加工朝(chao)著(zhu)高速(su)、高效、高精度方向發展將(jiang)產生(sheng)(sheng)很大推動作用，它的(de)推廣應用將(jiang)給金屬切削(xue)加工工藝帶來(lai)(lai)變革，改(gai)變傳統的(de)刀具材(cai)料和切削(xue)技術，節省工時、電力、機床占用臺數和生(sheng)(sheng)產面積30%～70%，節省戰略性貴重金屬，從而(er)帶來(lai)(lai)巨大的(de)經濟效益(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(duan)裂(lie)韌(ren)性是(shi)評價其(qi)(qi)抗(kang)破損能(neng)力的重要(yao)指標之一(yi)。在進行銑(xian)、刨、鏜削及其(qi)(qi)他(ta)斷(duan)續加工時(shi)，刀片材料的斷(duan)裂(lie)韌(ren)性更為(wei)重要(yao)。為(wei)此，陶瓷刀具有必要(yao)通(tong)過適當手段(duan)提高(gao)其(qi)(qi)硬度、抗(kang)彎強度及斷(duan)裂(lie)韌(ren)性。