陶瓷刀具材料有哪些种类和应用

刀具陶瓷的种类

　　1 氧化铝基陶瓷：

　　(1)纯氧化铝陶瓷：它是纯度在99.9％以上的Al2O3添加0.1―0.15％的玻璃氧化物(MgO NiO TiO2 CrO3)，采用冷压或热压制成。如牌号P1(AM)，硬度HRN96.5，抗弯强度500―550MPa，它的高温性能比较低。

　　(2)氧化铝―金属系陶瓷：它是在Al2O3中增添10％以下的金属(Cr Co Mo W Ti)构成金属陶瓷。由于它蠕变强度低，抗氧化性能差，很少采用。

　　(3)氧化铝―碳化物系陶瓷：这是一种发展快，使用性能好的一种陶瓷刀具材料。它是在Al2O3中添加百分之几到百分之几十的碳化物(TiC WC Mo C NbC Cr2O3)热压(1500―1800℃，1500―3000MPa)烧结而成。硬度HRA94.5―95.3，抗弯强度800―1180MPa牌号M16(T8)、AT6、SG3、SG4等。

陶瓷刀具主要还是厨具，学名氧化锆陶瓷，好处是硬度高，保持度好（保持度就是，切割很多东西后仍保持锋利），不会与食物发生化学反应，产生异味。不足就是，材料硬度高了，韧性就会下降，这种刀只适于切割，不可劈、砍、敲，容易断掉。不锈钢等相对软性的金属刀在使用一段时间后都会出现锋利度下降，被钝化的现象。陶瓷刀则不同，它拥有无可比拟的锋利刀锋，能削出如纸一样薄的肉片。精密陶瓷具有超强的硬度及耐磨性，根据材料硬度比较表显示，它的硬度仅次于钻石。据有关部门测试，精密陶瓷的耐磨性是普通菜刀的60倍，无须打磨，历久如新。

陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能好、耐热性和化学稳定性优良等特点，且不易与金属产生粘接。陶瓷刀具在数控加工中占有十分重要的地位，陶瓷刀具已成为高速切削及难加工材料加工的主要刀具之一。陶瓷刀具广泛应用于高速切削、干切削、硬切削以及难加工材料的切削加工。陶瓷刀具可以高效加工传统刀具根本不能加工的高硬材料，实现“以车代磨”；陶瓷刀具的最佳切削速度可以比硬质合金刀具高2～lO倍，从而大大提高了切削加工生产效率；陶瓷刀具材料使用的主要原料是地壳中最丰富的元素，因此，陶瓷刀具的推广应用对提高生产率、降低加工成本、节省战略性贵重金属具有十分重要的意义，也将极大促进切削技术的进步。

⑴陶瓷刀具材料的种类
陶瓷刀具材料种类一般可分为氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、复合氮化硅一氧化铝基陶瓷三大类。其中以氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具材料应用最为广泛。氮化硅基陶瓷的性能更优越于氧化铝基陶瓷。
⑵陶瓷刀具的性能、特点
陶瓷刀具的性能特点如下：
①硬度高、耐磨性能好：陶瓷刀具的硬度虽然不及PCD和PCBN高，但大大高于硬质合金和高速钢刀具，达到93-95HRA。陶瓷刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料，适合于高速切削和硬切削。
②耐高温、耐热性好：陶瓷刀具在1200℃以上的高温下仍能进行切削。陶瓷刀具具有很好的高温力学性能， A12O3陶瓷刀具的抗氧化性能特别好，切削刃即使处于赤热状态，也能连续使用。因此，陶瓷刀具可以实现干切削，从而可省去切削液。
③化学稳定性好：陶瓷刀具不易与金属产生粘接，且耐腐蚀、化学稳定性好，可减小刀具的粘接磨损。
④摩擦系数低：陶瓷刀具与金属的亲合力小，摩擦系数低，可降低切削力和切削温度。
⑶ 陶瓷刀具有应用
陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具适用于切削加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁)和钢材(碳素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬火钢等)，也可用来切削铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。
陶瓷刀具材料性能上存在着抗弯强度低、冲击韧性差问题，不适于在低速、冲击负荷下切削。