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造的，耐(nai)熱(re)性在(zai)200～250℃以下，切削速(su)度(du)很低，切削鋼(gang)時僅(jin)為6～10m/min，切削鑄鐵(tie)時為3～5m/min。 其后(hou)，出現了(le)合(he)金(jin)工具(ju)鋼(gang)、高速(su)工具(ju)鋼(gang)和硬質合(he)金(jin)，刀(dao)具(ju)的耐(nai)熱(re)性達850～1000℃，切削速(su)度(du)可增高至600～800m/min以上。隨(sui)著機械制造業的不(bu)斷(duan)發(fa)展，硬質合(he)金(jin)刀(dao)具(ju)的耐(nai)熱(re)性已(yi)日(ri)益(yi)滿(man)足不(bu)了(le)切削速(su)度(du)不(bu)斷(duan)增長的需要，于是人們把目光轉向陶瓷(ci)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(zai)強度(du)和韌性上較之氧化鋁刀(dao)具有了明(ming)顯提高(gao)，可以在(zai)較高(gao)的(de)速度(du)和較大的(de)進給量(liang)下切削各種(zhong)工件，得到了較廣泛的(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)瓷刀具(ju)有(you)比復(fu)合(he)氧化(hua)鋁刀具(ju)更高的(de)韌性(xing)、抗沖擊(ji)性(xing)、高退(tui)強度和抗熱震性(xing)。我(wo)國(guo)自70年代中就開始研(yan)究(jiu)(jiu)氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷刀具(ju)，隨著對(dui)高溫(wen)結構陶(tao)(tao)瓷領域研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)不斷(duan)深入，使氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷的(de)性(xing)能(neng)有(you)了(le)很(hen)大提高，從而(er)使氮化(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷刀具(ju)在我(wo)國(guo)迅速發展起(qi)來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)材(cai)料(liao)已被認為是效(xiao)率最(zui)高、最(zui)有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)途(tu)的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)材(cai)料(liao)。陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)可以(yi)實(shi)現以(yi)車代磨、以(yi)銑代拋的(de)高效(xiao)“硬加工(gong)技術”以(yi)及(ji)(ji)“干(gan)切(qie)(qie)削技術”，提高零(ling)件加工(gong)表面質(zhi)量(liang)。隨著各種新(xin)型(xing)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)材(cai)料(liao)的(de)使用，必(bi)將促進高效(xiao)機(ji)床及(ji)(ji)高速(su)切(qie)(qie)削技術的(de)發(fa)展(zhan)，而高效(xiao)機(ji)床、高速(su)切(qie)(qie)削技術的(de)推廣(guang)與應用以(yi)及(ji)(ji)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)更(geng)環保(bao)，更(geng)省(sheng)時(shi)、省(sheng)電，從而帶來經(jing)濟與環境的(de)雙(shuang)效(xiao)益。

可(ke)以預(yu)見，新型陶瓷刀(dao)具(ju)對切(qie)(qie)削(xue)加工(gong)朝著高(gao)速、高(gao)效(xiao)(xiao)、高(gao)精(jing)度方向發展將(jiang)產生很大推動作用，它(ta)的(de)推廣應(ying)用將(jiang)給金屬切(qie)(qie)削(xue)加工(gong)工(gong)藝帶來變(bian)革，改變(bian)傳統(tong)的(de)刀(dao)具(ju)材料和切(qie)(qie)削(xue)技術，節省(sheng)工(gong)時、電力、機(ji)床占用臺數和生產面積30%～70%，節省(sheng)戰略性(xing)貴重(zhong)金屬，從而帶來巨大的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)(xiao)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，而斷裂韌(ren)性是評(ping)價其抗破損(sun)能力(li)的重(zhong)要指(zhi)標之(zhi)一。在進行銑、刨、鏜削及(ji)其他斷續加工時，刀片材料的斷裂韌(ren)性更為(wei)重(zhong)要。為(wei)此(ci)，陶瓷刀具有(you)必要通(tong)過(guo)適(shi)當手段提高其硬度、抗彎(wan)強度及(ji)斷裂韌(ren)性。