如何选用陶瓷刀具材料

    目前，Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷均已成功地用于制作车刀、镗刀和铣刀等的切削部分材料。陶瓷刀具的结构目前大多采用机夹可转位刀片的结构形式。刀片的形状有三角形、正方形、长方形、棱形和圆形等。

陶瓷刀具

    陶瓷刀片材料的品种多达几十种，不同种类的陶瓷刀片有着不同的应用范围，故须正确选择刀具陶瓷的种类与牌号，使其与被加工材料相“匹配”。除需要满足技术要求外，还应满足经济和环保性能的要求。

    氧化铝（Al2O3）基陶瓷具有良好的耐磨性、耐热性，且其高温化学稳定性好，不易与铁元素之间发生相互扩散或化学反应，其耐磨性和耐热性均高于氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具，所以Al2O3基陶瓷刀具的应用范围最广，适于对钢材、铸铁及其合金的高速切削加工；加工钢优于Si3N4基陶瓷刀具；但它不宜用来加工铝合金、钛合金和钽合金，否则容易产生化学磨损。

    氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具的断裂韧性和抗热振性高Al2O3基陶瓷刀具，最适于断续加工铸铁和高温合金等材料，一般不宜用来加工产生长切屑的钢材（如正火和热轧状态），用Si3N4基陶瓷刀具切削45号钢时的刀具磨损比切削灰铸铁时高得多。

    赛阿龙（Sialon）陶瓷最适于加工各种铸铁（如灰铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁等）和耐热合金，通常不推荐用其加工钢材。

    Inconel718（GH169）镍基合金是典型的难加工材料，具有较高的高温强度、动态剪切强度，热扩散系数较小，切削时易产生加工硬化，导致刀具切削温度高、磨损速度加快。Al2O3/SiCw晶须增韧陶瓷适合于加工硬度低的镍基合金，当切削速度为100?300m/min时可获得较长的刀具寿命；ISCAR公司生产的一款IW7晶须增韧陶瓷（Al2O3/SiCw）新牌号，来自加工Inconel718、镍基耐热合金等高温合金材质涡轮盘的报告显示，相比于其它陶瓷刀片，切削性能和刀具寿命均有明显提高。Si3N4基陶瓷也可用于Inconel718合金的加工。而Sialon陶瓷的韧性高，适合于切削经过固溶处理的Inconel718（45HRC）合金。

    此外，航空航天用的Kevlar和石墨类复合材料，用陶瓷刀具可实现切削速度300m/min左右的高速切削加工。

    必须指出，陶瓷刀片不像硬质合金那样在国际上有统一的分类，各生产厂都有各自的品种与牌号，不同厂生产的同类刀片性能上也有一定的差异，使用时须参照厂家产品样本来选择。为此，刀片牌号选定后必须在机床上先进行试切削，合格后方可以正式应用。