什么是氮化硅陶瓷刀具

氮化硅(gui)陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具是用一種非(fei)氧化物工程陶(tao)瓷(ci)制成的數控(kong)刀(dao)具，隨(sui)著切削(xue)加工生產(chan)(chan)率(lv)和(he)降(jiang)低生產(chan)(chan)成本要求的不斷(duan)(duan)提高，W 、Co、Ta、Nb等金屬的礦產(chan)(chan)資(zi)源(yuan)正日(ri)益減少，陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具不斷(duan)(duan)發展起來，氮化硅(gui)陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具就(jiu)是其中一種。

氮化硅陶瓷刀具的性能特點

1、硬度高。一般為93～94HRA，氣相(xiang)沉積法制造(zao)的(de)(de)(de)晶(jing)態(tai)Si3N4的(de)(de)(de)顯微(wei)硬(ying)度可(ke)(ke)達5000，它僅(jin)次于金剛石和(he)(he)(he)(he)立(li)方氮化(hua)硼，但卻遠遠高(gao)(gao)于碳(tan)化(hua)鎢(wu)、碳(tan)化(hua)鈦和(he)(he)(he)(he)氧化(hua)鋁(lv)。所(suo)(suo)以Si3N4陶瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)可(ke)(ke)具(ju)(ju)備比硬(ying)合(he)金和(he)(he)(he)(he)氧化(hua)鋁(lv)基陶瓷(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)切削(xue)性(xing)能(neng)，可(ke)(ke)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)質合(he)金難(nan)以加(jia)(jia)工(gong)(gong)或不能(neng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)硬(ying)材料，如可(ke)(ke)以加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)度高(gao)(gao)達65HRC的(de)(de)(de)各類淬(cui)硬(ying)鋼和(he)(he)(he)(he)硬(ying)化(hua)鑄(zhu)鐵(tie)，免除退火加(jia)(jia)工(gong)(gong)所(suo)(suo)消耗(hao)的(de)(de)(de)電力(li)。其優(you)良的(de)(de)(de)耐磨性(xing)，不僅(jin)延長了(le)(le)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)切削(xue)壽命，而且還(huan)減少了(le)(le)加(jia)(jia)工(gong)(gong)中的(de)(de)(de)換刀(dao)(dao)次數，從而保(bao)證切削(xue)工(gong)(gong)件時的(de)(de)(de)小錐度和(he)(he)(he)(he)高(gao)(gao)精度，尤其在(zai)用數控機(ji)床進(jin)行高(gao)(gao)精密連續(xu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)時，可(ke)(ke)減少對刀(dao)(dao)誤(wu)差和(he)(he)(he)(he)因磨損引起(qi)的(de)(de)(de)不可(ke)(ke)預測的(de)(de)(de)誤(wu)差，簡化(hua)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)誤(wu)差補償。

2、高強度。目前氮化(hua)硅陶(tao)瓷刀(dao)片的(de)抗彎強度已達(da)到750～1000Mpa，超過了高速鋼，與普通(tong)硬(ying)質合(he)金相(xiang)當(dang)。

3、耐熱性和抗高溫氧化性特別好。即使在(zai) 1200～1450℃切(qie)(qie)削(xue)(xue)高(gao)溫時仍(reng)能保(bao)持一(yi)定的(de)硬度(du)(du)和(he)強度(du)(du)進(jin)行長(chang)時間切(qie)(qie)削(xue)(xue)，因(yin)此(ci)允許(xu)采用(yong)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于(yu)硬質(zhi)合金刀具的(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)實現高(gao)速(su)切(qie)(qie)削(xue)(xue)。其(qi)切(qie)(qie)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)比硬質(zhi)合金刀具提高(gao)3～10倍(bei)，因(yin)而能大(da)幅度(du)(du)提高(gao)生(sheng)產效率。實驗證明(ming)，在(zai)眾(zhong)多的(de)陶瓷材料(liao)中，Si3N4陶瓷具有最佳的(de)耐熱性 。

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4、良好的斷裂韌性。斷裂韌性值(zhi)是評價(jia)陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)抗破損(sun)能力的重要指標之一(yi)，它與材料的組成、結構、工藝(yi)等因(yin)素有關。Si3N4系列陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)的斷裂韌性值(zhi)優于(yu)其他系列陶(tao)(tao)瓷(ci)刀(dao)片(pian)（達 6～7MPam1/2），接近(jin)某些(xie)牌號的硬質合金刀(dao)片(pian)，因(yin)而具有良好的抗沖擊(ji)能力。

5、抗熱震性強。陶瓷材料的(de)(de)抗(kang)熱(re)震性是指(zhi)其(qi)在承(cheng)受急劇(ju)溫度(du)變(bian)化(hua)時，評價其(qi)抗(kang)破損能力的(de)(de)重要指(zhi)標。Si3N4系(xi)列陶瓷刀片的(de)(de)抗(kang)熱(re)震性能指(zhi)標ΔT ，由于(yu)其(qi)強(qiang)度(du)高、熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數低而高達600～800℃，明(ming)顯(xian)優(you)(you)于(yu)其(qi)它(ta)系(xi)列陶瓷刀片（300～400℃），因而在高強(qiang)度(du)斷續(xu)零件的(de)(de)毛(mao)坯加工方面，顯(xian)示(shi)出獨特的(de)(de)優(you)(you)越性能。

6、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小。切(qie)屑不易粘拼在刀(dao)片上，不易產生積(ji)屑瘤，加上可以進行高速切(qie)削，所(suo)以在條件相(xiang)同時，工件表面粗(cu)糙度比較(jiao)低(di)。

7、原材料豐富。氮化硅陶瓷(ci)刀具的主要(yao)(yao)原料是(shi)自然界很豐富的氮和(he)硅，用它代替硬質合金(jin)，可節約大量w、Co、Ta和(he)Nb等重要(yao)(yao)戰略金(jin)屬。

8、制造和磨削工藝比較簡單，成本較低。Si3N4陶(tao)(tao)瓷的制(zhi)造(zao)工藝(yi)比(bi)較簡單(dan)，不需要(yao)高(gao)溫高(gao)壓合成設備。Si3N4陶(tao)(tao)瓷刀(dao)具可用人(ren)造(zao)金(jin)剛(gang)石砂輪磨(mo)削(xue)和金(jin)剛(gang)石研(yan)(yan)磨(mo)膏(gao)研(yan)(yan)磨(mo)。因此，這種(zhong)刀(dao)片(pian)制(zhi)造(zao)成本較低，便(bian)于推廣使(shi)用。

使用制作氮化硅陶瓷刀具注意事項

1、在(zai)原(yuan)料(liao)上盡可(ke)能使用超細(xi)粉，在(zai)生產工(gong)藝上采取各種措(cuo)施抑(yi)制晶粒長大，從而(er)得到盡可(ke)能高的強度和韌性。

2、刀片形狀盡量(liang)簡(jian)單，如不(bu)開斷屑槽，這樣有利于生產使(shi)用(yong)和提高刀具壽(shou)命(ming)。降(jiang)低刀片表而(er)粗糙度可抑制微裂紋(wen)生長(chang)。采用(yong)負倒棱(leng)可增大(da)刀刃強(qiang)度。

3、在使(shi)用上對不(bu)同材料的工件，合理地使(shi)用不(bu)同的切削參數，可提高(gao)刀具的耐用度。

4、選(xuan)擇轉數(shu)高(gao)、功率大、工件-機床-刀具系(xi)統剛性(xing)好的機床進行加(jia)工，以減小振動，采用高(gao)速切(qie)削充分發揮陶(tao)瓷刀具的性(xing)能。