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(de)，耐熱性在(zai)200～250℃以下，切削速(su)度(du)很低，切削鋼時僅為6～10m/min，切削鑄(zhu)鐵時為3～5m/min。 其后(hou)，出現了合(he)金(jin)工具(ju)鋼、高(gao)速(su)工具(ju)鋼和硬質合(he)金(jin)，刀(dao)具(ju)的(de)耐熱性達850～1000℃，切削速(su)度(du)可(ke)增(zeng)高(gao)至600～800m/min以上。隨著機械制(zhi)造(zao)(zao)業的(de)不斷發展，硬質合(he)金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)耐熱性已(yi)日益(yi)滿足不了切削速(su)度(du)不斷增(zeng)長的(de)需要(yao)，于是人們把(ba)目光轉(zhuan)向陶(tao)瓷刀(dao)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(qiang)度和韌性上較(jiao)(jiao)之(zhi)氧化鋁刀具有了(le)明顯提高，可以在較(jiao)(jiao)高的(de)速(su)度和較(jiao)(jiao)大(da)的(de)進給量下切削各種工件，得到(dao)了(le)較(jiao)(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，這類陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)有比(bi)復合氧(yang)化(hua)鋁刀(dao)具(ju)更高(gao)的(de)韌(ren)性(xing)、抗沖(chong)擊性(xing)、高(gao)退強度和(he)抗熱震性(xing)。我國自70年代(dai)中就開始研(yan)究氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)，隨著對高(gao)溫結構陶(tao)(tao)瓷(ci)領域研(yan)究的(de)不斷(duan)深入，使(shi)氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)性(xing)能有了(le)很大(da)提高(gao)，從而使(shi)氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)在我國迅(xun)速發展起來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)材(cai)料已被認為是效(xiao)(xiao)率(lv)最高(gao)(gao)(gao)、最有發(fa)展前途的刀(dao)具(ju)材(cai)料。陶瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)可(ke)以實現以車(che)代磨、以銑代拋的高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)“硬加工技(ji)術(shu)(shu)(shu)”以及“干切(qie)(qie)削技(ji)術(shu)(shu)(shu)”，提高(gao)(gao)(gao)零(ling)件加工表面質量。隨著各種新型陶瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)材(cai)料的使(shi)用，必(bi)將促進高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床(chuang)及高(gao)(gao)(gao)速切(qie)(qie)削技(ji)術(shu)(shu)(shu)的發(fa)展，而高(gao)(gao)(gao)效(xiao)(xiao)機床(chuang)、高(gao)(gao)(gao)速切(qie)(qie)削技(ji)術(shu)(shu)(shu)的推廣(guang)與(yu)應用以及陶瓷(ci)(ci)刀(dao)具(ju)更環(huan)保，更省時(shi)、省電(dian)，從(cong)而帶(dai)來經(jing)濟與(yu)環(huan)境的雙效(xiao)(xiao)益(yi)。

可以(yi)預見，新(xin)型陶(tao)瓷刀具對切削(xue)(xue)加工朝著高速、高效、高精度方向發展將產生(sheng)很大推(tui)(tui)動(dong)作用(yong)，它(ta)的推(tui)(tui)廣應用(yong)將給金(jin)屬(shu)切削(xue)(xue)加工工藝帶來(lai)變革，改變傳(chuan)統(tong)的刀具材料和(he)切削(xue)(xue)技術，節省工時、電(dian)力(li)、機(ji)床占(zhan)用(yong)臺數(shu)和(he)生(sheng)產面(mian)積30%～70%，節省戰略性貴重(zhong)金(jin)屬(shu)，從而(er)帶來(lai)巨大的經濟(ji)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(er)斷(duan)(duan)裂韌(ren)性是評(ping)價其(qi)抗破損能力(li)的(de)(de)重要(yao)指標之(zhi)一。在(zai)進行(xing)銑(xian)、刨、鏜(tang)削及(ji)其(qi)他斷(duan)(duan)續加工時，刀片材(cai)料的(de)(de)斷(duan)(duan)裂韌(ren)性更(geng)為重要(yao)。為此，陶瓷刀具(ju)有(you)必要(yao)通(tong)過適當手段(duan)提高(gao)其(qi)硬(ying)度、抗彎(wan)強度及(ji)斷(duan)(duan)裂韌(ren)性。