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加工中心刀具材料陶瓷

日期：2009年12月17　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    近几年来，陶瓷刀具无论在品种和使用领域方面都有较大的发展：①由于高硬度难加工材料的不断增多，迫切需要解决刀具寿命问题；②由于钨资源的日渐缺乏，加工中心钨矿的晶位越来越低，而硬质合金刀具材料中要大量使用钨，这在一定程度上也促进了陶瓷刀具的发展。
    陶瓷刀具是以A120，(氧化铝)或以Si3N4(氮化硅)为基体再添加少量的金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。其硬度可达91—95HRA，耐磨性比硬质合金高十几倍，适用于加工冷硬铸铁和淬火钢。车床陶瓷刀具具有良好的抗粘结性能，它与多种金属的亲和力小，化学稳定性好，即使在熔化时与钢也不起化合作用。
    陶瓷刀具最大的缺点是脆性大、抗加工中心弯强度和冲击韧度低、热导率差。近几十年来，人们在改善陶瓷材料的性能方面作了很大努力，主要有提高原材料的纯度、亚微细颗粒、喷雾制粒、真空加热、热压法(HP)、热等静压法(HIP)等工艺，加入碳化物、氮化物、硼化物、纯金属等，以提高陶瓷刀具性能。下面着重介绍几种陶瓷刀具材料。
    (1)A120，基陶瓷。在A120，加工中心中加入一定数量(15％-30％)TiC和一车床定量金属(如Ni、Mo、Co、W等)作为粘结相经热压形成。这样可提高其抗弯强度和断裂韧性，提高其抗机械冲击和耐热冲击的能力，适用于铣削、刨削。可对各种铸铁及钢料进行精加工、粗加工。此类牌号有M16、SG3、AG2、AT6、SG4、SG5等，后两种还加入了WC成分。
    (2)SlN：基陶瓷。这类陶瓷刀具有比A120，基陶瓷刀具更高的强度车床、韧性和疲劳强度，有更高的切削稳定性能，更高的热稳定性，在1300—1400~E能正常切削，并允许更高的切削速度。S礼N：基陶瓷热导率为A1：O，基陶瓷2-3倍，耐热冲击能力比A1203基陶瓷提高1—2倍，具有良好的抗崩刃能力。此类刀具适于端铣和切削有氧化皮的毛坯工件，可对铸铁、淬火钢等高硬材料进行精加工和半精加工。加工中心牌号有SM、FDOI、FD05、FD03等。
    (3)Sialon陶瓷。在SlN：中加入A1：O，等形成的新材料称为车床塞隆(Si—Al—O—N，Sialon)陶瓷。它是迄今陶瓷刀具材料中强度最高的材料。其断裂韧性、化学稳定性、抗氧化性能都很好，有些品种的强度甚至随温度的升高而升高，称其为超强度材料。它在断续切削中不易崩刃，是高速粗加工铸铁及镍基合金理想的刀具材料。
    (4)其他刀具陶瓷。加工中心如Zd)2(氧化锆)陶瓷刀具可用来加工铝合金、铜合金，TiB：(二硼化钛)陶瓷刀具可用来加工汽车发动机等精密铝合金件。TiB：陶瓷材料具有高熔点(了二2980~(；)、高硬度、极好的化学稳定性车床和物理性能。其导热性能强、热膨胀系数小，与熔融金属不侵蚀，在高温下具有优异的机械力学性车床能，所以TiB：及其复合材料是专家公认的极具有推广应用价值和前景的高新技术材料。

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