陶瓷刀具的發(fā)展歷程

19世紀(jì)末以前，切削刀具都是用碳鋼制造的，耐熱性在200～250℃以下，切削速度很低，切削鋼時(shí)僅為6～10m/min，切削鑄鐵時(shí)為3～5m/min。 其后，出現(xiàn)了合金工具鋼、高速工具鋼和硬質(zhì)合金，刀具的耐熱性達(dá)850～1000℃，切削速度可增高至600～800m/min以上。隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，硬質(zhì)合金刀具的耐熱性已日益滿足不了切削速度不斷增長(zhǎng)的需要，于是人們把目光轉(zhuǎn)向陶瓷刀具。

雖然早在1912～1913年，英國(guó)和德國(guó)己出現(xiàn)了氧化鋁陶瓷刀具，但其在生產(chǎn)上的應(yīng)用則始于1950年。由于其強(qiáng)度、韌性低，較長(zhǎng)期內(nèi)僅限于做連續(xù)切削精加工用，且切削速度和進(jìn)給量都較低。直到1968年才出現(xiàn)第二代陶瓷刀具——復(fù)合氧化鋁刀具，在強(qiáng)度和韌性上較之氧化鋁刀具有了明顯提高，可以在較高的速度和較大的進(jìn)給量下切削各種工件，得到了較廣泛的應(yīng)用。

70年代末80年代初國(guó)際上出現(xiàn)了第三代陶瓷刀具——氮化硅陶瓷刀具，這類陶瓷刀具有比復(fù)合氧化鋁刀具更高的韌性、抗沖擊性、高退強(qiáng)度和抗熱震性。我國(guó)自70年代中就開(kāi)始研究氮化硅陶瓷刀具，隨著對(duì)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域研究的不斷深入，使氮化硅陶瓷的性能有了很大提高，從而使氮化硅陶瓷刀具在我國(guó)迅速發(fā)展起來(lái)。

陶瓷刀具的應(yīng)用前景和局限性

陶瓷刀具材料已被認(rèn)為是效率最高、最有發(fā)展前途的刀具材料。陶瓷刀具可以實(shí)現(xiàn)以車代磨、以銑代拋的高效“硬加工技術(shù)”以及“干切削技術(shù)”，提高零件加工表面質(zhì)量。隨著各種新型陶瓷刀具材料的使用，必將促進(jìn)高效機(jī)床及高速切削技術(shù)的發(fā)展，而高效機(jī)床、高速切削技術(shù)的推廣與應(yīng)用以及陶瓷刀具更環(huán)保，更省時(shí)、省電，從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙效益。

可以預(yù)見(jiàn)，新型陶瓷刀具對(duì)切削加工朝著高速、高效、高精度方向發(fā)展將產(chǎn)生很大推動(dòng)作用，它的推廣應(yīng)用將給金屬切削加工工藝帶來(lái)變革，改變傳統(tǒng)的刀具材料和切削技術(shù)，節(jié)省工時(shí)、電力、機(jī)床占用臺(tái)數(shù)和生產(chǎn)面積30%～70%，節(jié)省戰(zhàn)略性貴重金屬，從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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(lái)，陶瓷刀具的斷裂韌性不足，而斷裂韌性是評(píng)價(jià)其抗破損能力的重要指標(biāo)之一。在進(jìn)行銑、刨、鏜削及其他斷續(xù)加工時(shí)，刀片材料的斷裂韌性更為重要。為此，陶瓷刀具有必要通過(guò)適當(dāng)手段提高其硬度、抗彎強(qiáng)度及斷裂韌性。

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