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)，耐(nai)(nai)(nai)熱(re)性在200～250℃以(yi)下，切(qie)削速(su)度很(hen)低，切(qie)削鋼時僅為6～10m/min，切(qie)削鑄鐵時為3～5m/min。 其后，出現(xian)了(le)合金工具(ju)鋼、高速(su)工具(ju)鋼和硬(ying)質合金，刀具(ju)的(de)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)性達850～1000℃，切(qie)削速(su)度可增(zeng)高至(zhi)600～800m/min以(yi)上。隨(sui)著機械制造業的(de)不斷(duan)發(fa)展，硬(ying)質合金刀具(ju)的(de)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)性已(yi)日益(yi)滿(man)足不了(le)切(qie)削速(su)度不斷(duan)增(zeng)長的(de)需要，于是人們把目光轉(zhuan)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(zai)強度和韌性上(shang)較(jiao)之氧化(hua)鋁刀具有了明顯提高(gao)，可以在(zai)較(jiao)高(gao)的速度和較(jiao)大的進給量下切削各種工件，得到了較(jiao)廣泛的應(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，這類陶瓷刀(dao)具(ju)(ju)(ju)有比復(fu)合氧化(hua)鋁刀(dao)具(ju)(ju)(ju)更高(gao)的(de)韌性(xing)、抗沖擊性(xing)、高(gao)退強度和抗熱震性(xing)。我國自70年代中(zhong)就開始研究氮(dan)化(hua)硅陶瓷刀(dao)具(ju)(ju)(ju)，隨著對高(gao)溫(wen)結(jie)構陶瓷領域研究的(de)不斷(duan)深入，使(shi)氮(dan)化(hua)硅陶瓷的(de)性(xing)能有了(le)很大提高(gao)，從而使(shi)氮(dan)化(hua)硅陶瓷刀(dao)具(ju)(ju)(ju)在我國迅速(su)發展起(qi)來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)材料已被認為(wei)是效率最高(gao)(gao)(gao)、最有發展前途的刀(dao)(dao)具(ju)材料。陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)可以(yi)實現以(yi)車代(dai)磨(mo)、以(yi)銑代(dai)拋的高(gao)(gao)(gao)效“硬(ying)加工技(ji)(ji)術(shu)”以(yi)及(ji)“干(gan)切削(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)”，提高(gao)(gao)(gao)零(ling)件加工表面質量(liang)。隨著各種(zhong)新型陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)材料的使用(yong)，必(bi)將(jiang)促進高(gao)(gao)(gao)效機床(chuang)及(ji)高(gao)(gao)(gao)速切削(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)的發展，而(er)高(gao)(gao)(gao)效機床(chuang)、高(gao)(gao)(gao)速切削(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)的推廣與應用(yong)以(yi)及(ji)陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)更環保，更省時、省電(dian)，從而(er)帶來經濟與環境的雙效益。

可以預(yu)見，新型陶瓷刀具(ju)對切削加工朝著(zhu)高(gao)(gao)速(su)、高(gao)(gao)效、高(gao)(gao)精度方(fang)向發展(zhan)將產生(sheng)很大推動作用(yong)，它的推廣(guang)應(ying)用(yong)將給金(jin)屬(shu)切削加工工藝帶來變革(ge)，改變傳(chuan)統的刀具(ju)材料和切削技術，節省工時(shi)、電力、機床占用(yong)臺數(shu)和生(sheng)產面積30%～70%，節省戰略性貴重金(jin)屬(shu)，從(cong)而(er)帶來巨大的經濟效益(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(er)斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)是評價其抗(kang)破(po)損能力的(de)重(zhong)要(yao)指標之一。在(zai)進行銑、刨、鏜削及其他斷(duan)(duan)續加工時，刀片材(cai)料的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)更(geng)為重(zhong)要(yao)。為此，陶瓷刀具有(you)必要(yao)通過適當手段提高其硬度、抗(kang)彎強度及斷(duan)(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)。