1.3　陶瓷刀具材料

1.3.1　陶瓷刀具材料的種類和性能特點(diǎn)

現(xiàn)代陶瓷刀具材料不但具有很高的硬度和耐磨性，而且比過(guò)去純氧化鋁陶瓷的抗彎強(qiáng)度（500～550MPa）提高了1倍，并有良好的高溫性能（耐熱性1200℃），與金屬親和作用小，不易與金屬黏結(jié)，化學(xué)穩(wěn)定好。因此，現(xiàn)在較為廣泛地用來(lái)切削加工各種鑄鐵與難切削材料。陶瓷刀具的最佳切削速度，可比硬質(zhì)合金刀具高2倍左右，而且刀具耐用度高，可大大提高生產(chǎn)效率。陶瓷刀具的主要原料，來(lái)源豐富。近些年來(lái)，科研單位研究開(kāi)發(fā)了原料純度高、晶粒尺寸小，添加各種碳化物、氮化物、硼化物和氧化物及晶須，采用各種增韌補(bǔ)強(qiáng)措施，使陶瓷刀具材料的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌度顯著提高，而較為廣泛地應(yīng)用于車(chē)、銑、刨、鏜工藝中。它是現(xiàn)代高速切削、干切削和硬切削的主要刀具材料。

（1）氧化鋁基陶瓷

①氧化鋁-碳化物陶瓷。這是一種現(xiàn)在使用性能好的刀具陶瓷。它是在Al₂O₃中添加百分之幾到百分之幾十的碳化物（WC、TiC、Mo₂C、TaC、NbC、Cr₃C₂），經(jīng)熱壓（溫度1500～1800℃，壓力1500～3000MPa）燒結(jié)而成。硬度為94.5～95.5HRA，抗彎強(qiáng)度σ_bb為800～1100MPa。牌號(hào)有M16（T8）、AG6、SG3、SG4。

②氧化鋁-碳化物-金屬陶瓷。這也是現(xiàn)在使用性能好的一種刀具陶瓷。它是在Al₂O₃-碳化物陶瓷中添加金屬（Ni、Mo、W、Co等），以提高Al₂O₃與碳化物之間的連接強(qiáng)度，從而提高其性能，可適用于斷續(xù)切削和使用切削液的場(chǎng)合。它的硬度為93.5～94.8HRA，抗彎強(qiáng)度σ_bb為800～1200MPa。牌號(hào)有M4、M5（T1）、M6、M8-1、LT35、LT55。

（2）氮化硅基陶瓷

它是以高純度的Si₃N₄粉末為原料，添加MgO、Al₂O₃、Y₂O₃等為助燒結(jié)劑，通過(guò)熱壓成形燒結(jié)而成，是20世紀(jì)80年代研發(fā)出的一種新陶瓷刀具材料，其性能在許多方面超過(guò)Al₂O₃基陶瓷。它的硬度為93～94HRA，抗彎強(qiáng)度σ_bb為700～1100MPa。牌號(hào)有SM、HS73、HS80、F85、ST4、TP4、SC3。