什么是氮化硅陶瓷刀具

氮(dan)化硅陶瓷刀(dao)具(ju)是用(yong)一種非氧化物工(gong)程陶瓷制成(cheng)的數控(kong)刀(dao)具(ju)，隨(sui)著切削加工(gong)生產(chan)率和降低生產(chan)成(cheng)本要求的不(bu)(bu)斷提(ti)高，W 、Co、Ta、Nb等金屬的礦產(chan)資源正日益減少，陶瓷刀(dao)具(ju)不(bu)(bu)斷發展起來(lai)，氮(dan)化硅陶瓷刀(dao)具(ju)就是其(qi)中(zhong)一種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般(ban)為(wei)93～94HRA，氣相(xiang)沉(chen)積法制(zhi)造的(de)晶態Si3N4的(de)顯(xian)微(wei)硬度(du)可(ke)達5000，它僅次(ci)于(yu)金剛(gang)石和(he)立方氮化(hua)(hua)(hua)硼(peng)，但卻遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于(yu)碳化(hua)(hua)(hua)鎢、碳化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)和(he)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)。所以(yi)Si3N4陶瓷刀(dao)(dao)具(ju)可(ke)具(ju)備比硬合(he)金和(he)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)基陶瓷刀(dao)(dao)具(ju)更高(gao)的(de)切削(xue)性能(neng)(neng)，可(ke)加工(gong)硬質合(he)金難以(yi)加工(gong)或(huo)不能(neng)(neng)加工(gong)的(de)高(gao)硬材料，如可(ke)以(yi)加工(gong)硬度(du)高(gao)達65HRC的(de)各類淬硬鋼和(he)硬化(hua)(hua)(hua)鑄鐵(tie)，免(mian)除退(tui)火加工(gong)所消耗的(de)電(dian)力。其優良的(de)耐磨(mo)性，不僅延長了刀(dao)(dao)具(ju)的(de)切削(xue)壽命，而且還減(jian)少了加工(gong)中的(de)換刀(dao)(dao)次(ci)數，從而保(bao)證(zheng)切削(xue)工(gong)件時(shi)的(de)小(xiao)錐度(du)和(he)高(gao)精(jing)度(du)，尤其在用數控機床(chuang)進行高(gao)精(jing)密連續加工(gong)時(shi)，可(ke)減(jian)少對(dui)刀(dao)(dao)誤(wu)差(cha)和(he)因磨(mo)損引起(qi)的(de)不可(ke)預測(ce)的(de)誤(wu)差(cha)，簡化(hua)(hua)(hua)刀(dao)(dao)具(ju)誤(wu)差(cha)補(bu)償。

2、高強度。目前氮化硅(gui)陶瓷(ci)刀(dao)片的抗彎強(qiang)度(du)已達到(dao)750～1000Mpa，超過了高速(su)鋼，與普(pu)通(tong)硬質合金相(xiang)當。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使在 1200～1450℃切(qie)削(xue)(xue)高(gao)(gao)(gao)溫時(shi)仍能保持一定的(de)硬度(du)和強度(du)進行長時(shi)間切(qie)削(xue)(xue)，因(yin)此允許采用遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)高(gao)(gao)(gao)于(yu)硬質合金刀具的(de)切(qie)削(xue)(xue)速(su)度(du)實現(xian)高(gao)(gao)(gao)速(su)切(qie)削(xue)(xue)。其切(qie)削(xue)(xue)速(su)度(du)比硬質合金刀具提高(gao)(gao)(gao)3～10倍，因(yin)而能大幅度(du)提高(gao)(gao)(gao)生產效率。實驗證(zheng)明，在眾(zhong)多的(de)陶瓷(ci)材料中，Si3N4陶瓷(ci)具有最佳的(de)耐(nai)熱性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂韌(ren)性(xing)值是評價陶(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)(pian)抗(kang)破損能力(li)的(de)(de)重要指標之一，它與材(cai)料的(de)(de)組成、結構、工藝等因素(su)有關。Si3N4系列陶(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)(pian)的(de)(de)斷裂韌(ren)性(xing)值優于其(qi)他(ta)系列陶(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某些牌號的(de)(de)硬質合金(jin)刀(dao)片(pian)(pian)，因而具有良好的(de)(de)抗(kang)沖擊能力(li)。

5、抗熱震性強。陶瓷(ci)(ci)材料(liao)的(de)抗熱震性(xing)是(shi)指其(qi)在承(cheng)受急劇(ju)溫度變(bian)化時(shi)，評(ping)價其(qi)抗破損(sun)能(neng)力的(de)重要指標。Si3N4系(xi)列(lie)陶瓷(ci)(ci)刀片(pian)的(de)抗熱震性(xing)能(neng)指標ΔT ，由(you)于其(qi)強度高、熱膨脹系(xi)數低而(er)高達600～800℃，明(ming)顯(xian)(xian)優于其(qi)它系(xi)列(lie)陶瓷(ci)(ci)刀片(pian)（300～400℃），因而(er)在高強度斷續零件的(de)毛(mao)坯加工方面(mian)，顯(xian)(xian)示出獨特的(de)優越性(xing)能(neng)。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切屑不易粘拼在刀片上，不易產生積(ji)屑瘤(liu)，加上可以進行高速切削，所以在條件相同時，工件表面粗糙度比較低。

7、原材料豐富。氮化硅陶瓷刀具的主要原料是自然(ran)界很豐富的氮和硅，用它代替硬質合金(jin)，可(ke)節約大量w、Co、Ta和Nb等重要戰(zhan)略(lve)金(jin)屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶瓷的制(zhi)(zhi)造工藝比較(jiao)簡單(dan)，不(bu)需(xu)要(yao)高溫高壓合成設備。Si3N4陶瓷刀具可(ke)用人(ren)造金剛石(shi)(shi)砂輪磨削和金剛石(shi)(shi)研磨膏(gao)研磨。因此(ci)，這(zhe)種刀片制(zhi)(zhi)造成本(ben)較(jiao)低，便于推廣使用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在(zai)原料上盡可(ke)能(neng)使用超(chao)細粉(fen)，在(zai)生產工藝上采(cai)取各種措(cuo)施(shi)抑制晶(jing)粒長(chang)大，從(cong)而得到(dao)盡可(ke)能(neng)高的強度(du)和韌性。

2、刀片(pian)形狀盡(jin)量簡(jian)單，如不開斷屑槽，這樣有利于(yu)生產使用(yong)和提高刀具壽(shou)命。降低刀片(pian)表而粗(cu)糙度可抑制微裂紋生長。采用(yong)負倒棱可增大(da)刀刃(ren)強(qiang)度。

3、在使(shi)用(yong)上對不同材料的(de)(de)(de)工件，合(he)理地使(shi)用(yong)不同的(de)(de)(de)切削(xue)參(can)數(shu)，可提高(gao)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)耐用(yong)度。

4、選擇轉數(shu)高、功率大、工件(jian)-機(ji)床-刀(dao)具系統剛性(xing)好的機(ji)床進行加工，以減小振動，采用高速切削(xue)充分發揮陶瓷刀(dao)具的性(xing)能。