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(de)(de)，耐(nai)熱(re)性在200～250℃以下，切削(xue)速(su)度很(hen)低，切削(xue)鋼時僅(jin)為(wei)6～10m/min，切削(xue)鑄鐵時為(wei)3～5m/min。 其后，出(chu)現了(le)(le)合金工(gong)具鋼、高速(su)工(gong)具鋼和硬(ying)質合金，刀具的(de)(de)耐(nai)熱(re)性達850～1000℃，切削(xue)速(su)度可(ke)增高至600～800m/min以上。隨著機械(xie)制造業的(de)(de)不斷發展，硬(ying)質合金刀具的(de)(de)耐(nai)熱(re)性已(yi)日(ri)益(yi)滿足不了(le)(le)切削(xue)速(su)度不斷增長(chang)的(de)(de)需要(yao)，于是人們把目光(guang)轉(zhuan)向陶(tao)瓷(ci)刀具。

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(qiang)度和韌性(xing)上較之(zhi)氧(yang)化鋁刀具有了明顯提高(gao)，可以在較高(gao)的(de)速度和較大的(de)進給量(liang)下切削各種(zhong)工(gong)件，得(de)到了較廣泛的(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，這類陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)(ju)有比(bi)復合氧化(hua)鋁刀(dao)具(ju)(ju)更(geng)高(gao)的(de)韌(ren)性、抗沖(chong)擊性、高(gao)退強度和(he)抗熱震(zhen)性。我(wo)國自70年(nian)代中就開始研究氮(dan)化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)(ju)，隨著(zhu)對高(gao)溫結構陶(tao)瓷(ci)(ci)領域研究的(de)不(bu)斷深(shen)入，使氮(dan)化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)性能有了很(hen)大提(ti)高(gao)，從(cong)而使氮(dan)化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)(ju)在我(wo)國迅(xun)速發展起來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具材料(liao)(liao)已被認為是效(xiao)(xiao)率最(zui)高(gao)(gao)、最(zui)有發展(zhan)前途的(de)刀具材料(liao)(liao)。陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具可(ke)以(yi)(yi)實現以(yi)(yi)車代磨、以(yi)(yi)銑代拋的(de)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)“硬加工技術”以(yi)(yi)及(ji)“干切(qie)削(xue)(xue)技術”，提(ti)高(gao)(gao)零(ling)件加工表面質量。隨著各種新(xin)型(xing)陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具材料(liao)(liao)的(de)使(shi)用，必將促進高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床(chuang)及(ji)高(gao)(gao)速切(qie)削(xue)(xue)技術的(de)發展(zhan)，而高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床(chuang)、高(gao)(gao)速切(qie)削(xue)(xue)技術的(de)推廣(guang)與(yu)(yu)應用以(yi)(yi)及(ji)陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具更環保，更省(sheng)(sheng)時(shi)、省(sheng)(sheng)電，從而帶(dai)來經濟與(yu)(yu)環境(jing)的(de)雙效(xiao)(xiao)益。

可以預見，新型陶瓷刀(dao)具(ju)對切削加工(gong)(gong)(gong)朝著(zhu)高(gao)速、高(gao)效、高(gao)精度方向發展將產生很大(da)推動作用(yong)，它的(de)推廣(guang)應用(yong)將給金(jin)(jin)屬切削加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝帶來變革(ge)，改變傳統(tong)的(de)刀(dao)具(ju)材料和切削技術(shu)，節省工(gong)(gong)(gong)時、電力(li)、機(ji)床占(zhan)用(yong)臺數和生產面積(ji)30%～70%，節省戰略性貴重(zhong)金(jin)(jin)屬，從而帶來巨大(da)的(de)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(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性是評價其(qi)(qi)抗破損能力的重(zhong)要指標(biao)之一。在進行銑(xian)、刨、鏜削及其(qi)(qi)他斷(duan)續加工時，刀片材料的斷(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性更為重(zhong)要。為此，陶瓷刀具有必(bi)要通過適當手段提(ti)高(gao)其(qi)(qi)硬度、抗彎強(qiang)度及斷(duan)裂(lie)(lie)韌(ren)性。