陶瓷刀具的發展歷程

19世紀末以前，切削刀具都是用碳鋼制(zhi)造(zao)(zao)的，耐(nai)熱(re)性在200～250℃以下，切(qie)削(xue)速(su)度(du)很(hen)低，切(qie)削(xue)鋼(gang)時僅為(wei)6～10m/min，切(qie)削(xue)鑄鐵時為(wei)3～5m/min。 其后(hou)，出現了(le)合金(jin)工具鋼(gang)、高(gao)速(su)工具鋼(gang)和硬(ying)質(zhi)合金(jin)，刀(dao)(dao)具的耐(nai)熱(re)性達(da)850～1000℃，切(qie)削(xue)速(su)度(du)可增高(gao)至600～800m/min以上。隨著機械(xie)制(zhi)造(zao)(zao)業的不(bu)斷發展(zhan)，硬(ying)質(zhi)合金(jin)刀(dao)(dao)具的耐(nai)熱(re)性已日益滿(man)足(zu)不(bu)了(le)切(qie)削(xue)速(su)度(du)不(bu)斷增長的需要，于是人們把目(mu)光轉向陶瓷刀(dao)(dao)具。

雖然早在1912～1913年，英國和德國己出現了氧化鋁陶瓷刀具，但其在生產上的應用則始于1950年。由于其強度、韌性低，較長期內僅限于做連續切削精加工用，且切削速度和進給量都較低。直到1968年才出現第二代陶瓷刀具——復合氧化鋁刀具，在強度(du)和韌(ren)性上較之氧(yang)化鋁刀具有了(le)明顯(xian)提高，可以在較高的(de)速度(du)和較大的(de)進給量下(xia)切削各種(zhong)工件，得(de)到了(le)較廣泛的(de)應用。

70年代末80年代初國際上出現了第三代陶瓷刀具——氮化硅陶瓷刀具，這類陶瓷刀(dao)具(ju)有比復(fu)合氧化鋁刀(dao)具(ju)更高(gao)(gao)的韌性、抗沖擊性、高(gao)(gao)退強度和(he)抗熱震(zhen)性。我(wo)國自70年代中就開始研究氮化硅陶瓷刀(dao)具(ju)，隨(sui)著對(dui)高(gao)(gao)溫結構陶瓷領域研究的不斷深入，使氮化硅陶瓷的性能有了很(hen)大提高(gao)(gao)，從而(er)使氮化硅陶瓷刀(dao)具(ju)在我(wo)國迅(xun)速發展起來。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶瓷(ci)刀(dao)(dao)(dao)具材(cai)料已被認為(wei)是效率最高(gao)(gao)(gao)、最有(you)發展前途的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具材(cai)料。陶瓷(ci)刀(dao)(dao)(dao)具可以實現(xian)以車代磨、以銑代拋的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)效“硬(ying)加(jia)工(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)”以及(ji)“干切(qie)(qie)削技(ji)(ji)術(shu)(shu)”，提(ti)高(gao)(gao)(gao)零件加(jia)工(gong)表面質量。隨著各種新型陶瓷(ci)刀(dao)(dao)(dao)具材(cai)料的(de)(de)使(shi)用，必將促(cu)進高(gao)(gao)(gao)效機床及(ji)高(gao)(gao)(gao)速(su)切(qie)(qie)削技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展，而(er)高(gao)(gao)(gao)效機床、高(gao)(gao)(gao)速(su)切(qie)(qie)削技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)推廣(guang)與(yu)應用以及(ji)陶瓷(ci)刀(dao)(dao)(dao)具更(geng)環保，更(geng)省時、省電，從而(er)帶來經濟(ji)與(yu)環境的(de)(de)雙效益。

可以預見(jian)，新型陶瓷(ci)刀(dao)具對切削(xue)加(jia)工(gong)朝著高速、高效、高精度方(fang)向發展將產(chan)生(sheng)很大推動作用，它的推廣(guang)應用將給(gei)金屬切削(xue)加(jia)工(gong)工(gong)藝帶來(lai)變革，改變傳(chuan)統的刀(dao)具材料和(he)切削(xue)技術，節省(sheng)工(gong)時、電(dian)力、機床占用臺數和(he)生(sheng)產(chan)面積30%～70%，節省(sheng)戰略性貴重(zhong)金屬，從而(er)帶來(lai)巨大的經濟效益。

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，陶瓷刀具的斷裂韌性不足，而斷裂韌性是評價其抗(kang)破(po)損(sun)能力的重要指(zhi)標之(zhi)一。在進行銑(xian)、刨、鏜削及其他斷續加(jia)工時，刀片(pian)材料的斷裂韌性更為(wei)重要。為(wei)此(ci)，陶瓷刀具有(you)必要通過適(shi)當手段(duan)提高其硬度、抗(kang)彎強度及斷裂韌性。