什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化硅陶(tao)瓷刀(dao)(dao)具(ju)(ju)是(shi)用一種(zhong)非氧化物工(gong)程陶(tao)瓷制成(cheng)的(de)數控刀(dao)(dao)具(ju)(ju)，隨著切(qie)削加工(gong)生產率和降低生產成(cheng)本(ben)要求(qiu)的(de)不(bu)(bu)斷(duan)提高(gao)，W 、Co、Ta、Nb等金屬的(de)礦產資源正(zheng)日(ri)益減少，陶(tao)瓷刀(dao)(dao)具(ju)(ju)不(bu)(bu)斷(duan)發(fa)展起來，氮化硅陶(tao)瓷刀(dao)(dao)具(ju)(ju)就(jiu)是(shi)其(qi)中一種(zhong)。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般(ban)為(wei)93～94HRA，氣相沉積法制造的(de)(de)(de)晶態Si3N4的(de)(de)(de)顯微(wei)硬(ying)(ying)度(du)可(ke)(ke)達5000，它僅(jin)次于(yu)金剛(gang)石和(he)(he)立方氮化(hua)硼，但卻(que)遠遠高(gao)(gao)(gao)于(yu)碳化(hua)鎢、碳化(hua)鈦和(he)(he)氧化(hua)鋁。所(suo)以Si3N4陶瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)可(ke)(ke)具(ju)備比硬(ying)(ying)合金和(he)(he)氧化(hua)鋁基陶瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)更(geng)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)切削(xue)性能(neng)，可(ke)(ke)加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)(ying)質合金難(nan)以加(jia)(jia)工(gong)或不(bu)能(neng)加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)硬(ying)(ying)材料，如可(ke)(ke)以加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)(ying)度(du)高(gao)(gao)(gao)達65HRC的(de)(de)(de)各類淬硬(ying)(ying)鋼(gang)和(he)(he)硬(ying)(ying)化(hua)鑄鐵(tie)，免除退火加(jia)(jia)工(gong)所(suo)消(xiao)耗的(de)(de)(de)電力。其優良的(de)(de)(de)耐磨性，不(bu)僅(jin)延長了刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)(de)切削(xue)壽命，而且還減少了加(jia)(jia)工(gong)中的(de)(de)(de)換刀(dao)(dao)次數，從(cong)而保證切削(xue)工(gong)件時的(de)(de)(de)小錐度(du)和(he)(he)高(gao)(gao)(gao)精(jing)度(du)，尤(you)其在(zai)用數控機床(chuang)進行高(gao)(gao)(gao)精(jing)密連(lian)續加(jia)(jia)工(gong)時，可(ke)(ke)減少對(dui)刀(dao)(dao)誤(wu)差和(he)(he)因磨損引(yin)起的(de)(de)(de)不(bu)可(ke)(ke)預測的(de)(de)(de)誤(wu)差，簡化(hua)刀(dao)(dao)具(ju)誤(wu)差補償。

2、高強度。目前氮化(hua)硅陶瓷刀片的(de)抗彎強度(du)已達到750～1000Mpa，超(chao)過了高速鋼，與普通硬質合金相當(dang)。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使在 1200～1450℃切(qie)(qie)削(xue)高溫(wen)時(shi)仍(reng)能保持(chi)一定的(de)硬度(du)和強度(du)進行(xing)長時(shi)間切(qie)(qie)削(xue)，因此允(yun)許采(cai)用遠遠高于硬質合金(jin)刀具的(de)切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)實現高速(su)切(qie)(qie)削(xue)。其切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)比硬質合金(jin)刀具提高3～10倍，因而能大幅(fu)度(du)提高生(sheng)產效率。實驗證明，在眾多的(de)陶瓷材料中，Si3N4陶瓷具有最佳的(de)耐熱性(xing) 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂(lie)韌性值是評價陶(tao)瓷(ci)刀片(pian)(pian)抗破(po)損能力的重要指標(biao)之(zhi)一，它(ta)與材料的組(zu)成、結構(gou)、工藝等因素有關。Si3N4系(xi)列陶(tao)瓷(ci)刀片(pian)(pian)的斷裂(lie)韌性值優于其他系(xi)列陶(tao)瓷(ci)刀片(pian)(pian)（達 6～7MPam1/2），接近某些(xie)牌號的硬質合金刀片(pian)(pian)，因而具(ju)有良好的抗沖擊能力。

5、抗熱震性強。陶(tao)瓷(ci)材料的(de)(de)抗熱(re)震性(xing)(xing)是(shi)指其(qi)在承受(shou)急劇(ju)溫度(du)變化時，評價其(qi)抗破損能(neng)(neng)力的(de)(de)重要(yao)指標。Si3N4系列陶(tao)瓷(ci)刀片(pian)的(de)(de)抗熱(re)震性(xing)(xing)能(neng)(neng)指標ΔT ，由于(yu)其(qi)強度(du)高、熱(re)膨脹系數低(di)而高達600～800℃，明顯優于(yu)其(qi)它系列陶(tao)瓷(ci)刀片(pian)（300～400℃），因而在高強度(du)斷續零(ling)件的(de)(de)毛坯(pi)加工方面，顯示出獨特的(de)(de)優越(yue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切(qie)屑(xie)不易(yi)粘拼(pin)在(zai)刀片上(shang)，不易(yi)產生積屑(xie)瘤，加上(shang)可(ke)以進(jin)行高速切(qie)削，所以在(zai)條件(jian)相同(tong)時，工件(jian)表面粗糙度比(bi)較低。

7、原材料豐富。氮化硅陶瓷刀具(ju)的(de)主要(yao)原(yuan)料是自然界很豐(feng)富的(de)氮和(he)硅，用它代替硬質合金，可節約大量w、Co、Ta和(he)Nb等(deng)重要(yao)戰略(lve)金屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶瓷的制造(zao)工藝比較簡單(dan)，不需要高溫高壓合成設備(bei)。Si3N4陶瓷刀具可用(yong)人造(zao)金剛石砂(sha)輪磨(mo)削和金剛石研(yan)磨(mo)膏研(yan)磨(mo)。因此，這種刀片(pian)制造(zao)成本較低，便(bian)于推(tui)廣使用(yong)。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在原料上盡可能使用(yong)超細(xi)粉(fen)，在生產(chan)工藝上采取各種措施抑制晶粒長大，從而得到(dao)盡可能高的強度和韌性。

2、刀(dao)片形狀盡量簡單，如不(bu)開斷屑槽，這樣有利于生產使用和提(ti)高(gao)刀(dao)具壽命。降低刀(dao)片表而粗(cu)糙(cao)度可抑制微裂紋生長。采(cai)用負倒(dao)棱可增大刀(dao)刃強度。

3、在使用(yong)上對(dui)不(bu)(bu)同材(cai)料的工件，合(he)理地使用(yong)不(bu)(bu)同的切削參數，可提高刀具的耐(nai)用(yong)度。

4、選擇轉(zhuan)數高(gao)、功率大(da)、工件-機(ji)床(chuang)-刀(dao)具系統剛(gang)性(xing)好的機(ji)床(chuang)進行加工，以減小振動(dong)，采用高(gao)速切削充分發揮(hui)陶瓷(ci)刀(dao)具的性(xing)能。