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)造的(de)，耐熱(re)性在200～250℃以(yi)下，切(qie)削(xue)速(su)度很低(di)，切(qie)削(xue)鋼時僅(jin)為(wei)6～10m/min，切(qie)削(xue)鑄鐵(tie)時為(wei)3～5m/min。 其后(hou)，出(chu)現了(le)合金工具(ju)鋼、高速(su)工具(ju)鋼和硬質合金，刀具(ju)的(de)耐熱(re)性達850～1000℃，切(qie)削(xue)速(su)度可(ke)增(zeng)高至600～800m/min以(yi)上。隨著機械制(zhi)造業(ye)的(de)不(bu)斷(duan)發展，硬質合金刀具(ju)的(de)耐熱(re)性已日益滿足不(bu)了(le)切(qie)削(xue)速(su)度不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)需要，于是人們把目光轉(zhuan)向陶瓷刀具(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(he)韌性上較之氧化鋁刀具(ju)有了明(ming)顯提(ti)高，可以在(zai)較高的(de)(de)(de)速(su)度和(he)較大的(de)(de)(de)進給量(liang)下切削各種工件，得到了較廣泛的(de)(de)(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)(dao)具有比復合(he)氧化(hua)(hua)鋁刀(dao)(dao)具更(geng)高(gao)的韌性、抗沖擊性、高(gao)退強度和抗熱震性。我國自70年(nian)代中就開始研究(jiu)氮化(hua)(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具，隨著(zhu)對高(gao)溫(wen)結構陶(tao)瓷(ci)(ci)領(ling)域(yu)研究(jiu)的不斷深入，使氮化(hua)(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)的性能有了(le)很大(da)提高(gao)，從而使氮化(hua)(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具在我國迅速發展起來(lai)。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶瓷(ci)刀具(ju)材料已被認(ren)為是效(xiao)率(lv)最高(gao)(gao)、最有發展前途的(de)刀具(ju)材料。陶瓷(ci)刀具(ju)可以(yi)實現以(yi)車代磨、以(yi)銑代拋的(de)高(gao)(gao)效(xiao)“硬加(jia)工技(ji)術(shu)(shu)”以(yi)及“干(gan)切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)”，提高(gao)(gao)零件(jian)加(jia)工表面質(zhi)量。隨(sui)著各種新型陶瓷(ci)刀具(ju)材料的(de)使用，必將(jiang)促進(jin)高(gao)(gao)效(xiao)機床(chuang)及高(gao)(gao)速切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)發展，而(er)高(gao)(gao)效(xiao)機床(chuang)、高(gao)(gao)速切(qie)削(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)推廣與應用以(yi)及陶瓷(ci)刀具(ju)更環保(bao)，更省時、省電，從而(er)帶來經濟與環境的(de)雙效(xiao)益。

可以預見，新型陶瓷刀(dao)具對切(qie)削加工朝(chao)著高(gao)(gao)速、高(gao)(gao)效(xiao)、高(gao)(gao)精度方向發展將產生(sheng)(sheng)很大推動作用(yong)，它(ta)的(de)推廣應用(yong)將給(gei)金(jin)(jin)屬(shu)切(qie)削加工工藝帶來(lai)變(bian)(bian)革，改變(bian)(bian)傳(chuan)統的(de)刀(dao)具材料和切(qie)削技(ji)術，節省(sheng)工時(shi)、電力、機床占用(yong)臺數和生(sheng)(sheng)產面積(ji)30%～70%，節省(sheng)戰略性(xing)貴重金(jin)(jin)屬(shu)，從而帶來(lai)巨大的(de)經濟效(xiao)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)裂韌性是評價其(qi)抗破損能力的重要(yao)指標之一。在進(jin)行銑、刨、鏜削及其(qi)他斷(duan)續加工時，刀片材料(liao)的斷(duan)裂韌性更為(wei)重要(yao)。為(wei)此，陶瓷刀具有必要(yao)通過適(shi)當手(shou)段提高其(qi)硬(ying)度(du)、抗彎(wan)強度(du)及斷(duan)裂韌性。