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造的，耐(nai)熱性(xing)在200～250℃以(yi)下，切(qie)削速(su)度(du)(du)(du)很低，切(qie)削鋼時(shi)僅為6～10m/min，切(qie)削鑄鐵時(shi)為3～5m/min。 其后，出現(xian)了(le)合(he)(he)金工具鋼、高速(su)工具鋼和硬質(zhi)合(he)(he)金，刀具的耐(nai)熱性(xing)達850～1000℃，切(qie)削速(su)度(du)(du)(du)可增高至600～800m/min以(yi)上。隨著機械制造業的不斷發展，硬質(zhi)合(he)(he)金刀具的耐(nai)熱性(xing)已(yi)日(ri)益滿(man)足不了(le)切(qie)削速(su)度(du)(du)(du)不斷增長(chang)的需要，于是人(ren)們(men)把(ba)目光(guang)轉向陶瓷刀具。

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)和韌性上較(jiao)之氧化鋁刀具有了明顯提高(gao)，可以(yi)在較(jiao)高(gao)的(de)速度(du)和較(jiao)大的(de)進(jin)給(gei)量下切削各(ge)種工件，得到了較(jiao)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(zhe)類陶瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)有比復合氧化(hua)鋁刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)更高的韌性(xing)、抗沖(chong)擊性(xing)、高退強度和抗熱震性(xing)。我(wo)國(guo)自70年代中就(jiu)開始(shi)研(yan)究氮(dan)化(hua)硅陶瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)，隨著(zhu)對(dui)高溫結構(gou)陶瓷領域研(yan)究的不斷深入，使(shi)氮(dan)化(hua)硅陶瓷的性(xing)能有了很大提高，從而(er)使(shi)氮(dan)化(hua)硅陶瓷刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)在我(wo)國(guo)迅速發展起來(lai)。

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陶瓷刀具的應用前景和局限性

陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)材料已被認為是效(xiao)率最高、最有發展前途(tu)的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)材料。陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)可以(yi)實現以(yi)車(che)代磨、以(yi)銑代拋的(de)(de)高效(xiao)“硬加(jia)工技術(shu)(shu)(shu)”以(yi)及(ji)(ji)“干切削(xue)技術(shu)(shu)(shu)”，提高零件加(jia)工表面質量(liang)。隨著各種新型陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)材料的(de)(de)使用，必將(jiang)促進高效(xiao)機(ji)床及(ji)(ji)高速(su)切削(xue)技術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展，而高效(xiao)機(ji)床、高速(su)切削(xue)技術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)推廣與應用以(yi)及(ji)(ji)陶(tao)瓷(ci)刀(dao)具(ju)(ju)更環保，更省時、省電，從而帶(dai)來(lai)經濟與環境的(de)(de)雙效(xiao)益(yi)。

可以(yi)預見，新型陶瓷刀具(ju)對切削(xue)(xue)加工(gong)朝著(zhu)高速(su)、高效(xiao)、高精度方(fang)向發展將(jiang)產生很大(da)推動作用(yong)，它的(de)推廣(guang)應用(yong)將(jiang)給金(jin)屬(shu)切削(xue)(xue)加工(gong)工(gong)藝帶(dai)來變革，改(gai)變傳(chuan)統的(de)刀具(ju)材料(liao)和切削(xue)(xue)技術，節(jie)(jie)省工(gong)時、電力、機床(chuang)占用(yong)臺數(shu)和生產面(mian)積30%～70%，節(jie)(jie)省戰略性貴重金(jin)屬(shu)，從(cong)而(er)帶(dai)來巨大(da)的(de)經濟效(xiao)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(xing)是評價其(qi)(qi)抗破損能力的(de)重要指標之(zhi)一。在進行銑、刨、鏜(tang)削及其(qi)(qi)他斷續加工時，刀(dao)片材料的(de)斷裂韌性(xing)更為重要。為此，陶瓷刀(dao)具有必(bi)要通(tong)過適當手段提(ti)高其(qi)(qi)硬度(du)、抗彎強(qiang)度(du)及斷裂韌性(xing)。