发布日期:2017-04-24 11:07:12
1. 陶瓷刀具的种类
陶瓷刀具是用特种陶瓷粉末材料高压研制而成。陶瓷刀具材料分为3大类:氧化铝系陶瓷、氮化硅系陶瓷及复合氮化硅—氧化铝系陶瓷。
(1)氧化铝系陶瓷刀具
以Al2O3为主体的陶瓷材料,其中包括纯氧化铝陶瓷、氧化铝中添加各种碳化物、氧化物、氮化物与硼化物等组合陶瓷以及在氧化铝中同时添加化合物与粘结金属的组合陶瓷等,其中氧化铝系陶瓷刀具还有以下5种分类:①纯Al2O3基陶瓷刀具;②Al2O3-TiC陶瓷刀具;③Al2O3-ZrO2陶瓷刀具;④Al2O3-SiC晶须增强陶瓷刀具;⑤Al2O3-/(W,Ti)C梯度陶瓷刀具。
(2)氮化硅系陶瓷刀具
包括氮化硅(Si3N4)陶瓷和以氮化硅为基体的添加其他碳化物制成的组合氮化硅陶瓷。此类陶瓷刀具主要是以MgO为添加剂的热压陶瓷。氮化硅陶瓷刀具主要原料是氮和硅,用它代替硬质合金,可节约大量W、Co、Ta和Nb等重要的金属。
(3)复合氮化硅—氧化铝系陶瓷刀具
是用氮化铝、氧化铝和氮化硅的混合物在高温下进行热压烧结而得到的材料。在其中添加Y2O3可使组织致密化。由于碳化钛和氮化硅的热膨胀系数相差太大,高速切削加工时因刀尖温度急剧升高,会产生较大的热应力,降低了刀具的使用寿命。
2. 陶瓷刀具的选用
陶瓷刀具主要是用于硬质合金刀具不能加工的普通钢和铸铁的高速切削加工以及难加工材料的加工。每一品种的陶瓷刀具都有其特定的加工范围。
(1)氧化铝基陶瓷刀具
氧化铝基陶瓷刀具适应于加工高速切削硬而脆的金属材料,如冷硬铸铁或淬硬钢,也可加工铜合金、石墨、工程塑料和复合材料,加工钢材优于氮化硅基陶瓷。用于大件机械零部件切削及高精度零件切削加工,不宜于加工铝、钛及其合金。
(2)氮化硅系陶瓷刀具
Si3N4刀具断裂韧性和抗热裂性高于氧化铝基陶瓷材料刀具,适合于铸铁、高温合金粗精加工及高速切削重切削,其切削寿命比硬质合金刀具高几倍至10几倍。
(3)复合氮化硅—氧化铝系陶瓷刀具
具有很高的强度和韧性,是高速粗加工铸铁和镍基合金的较好刀具材料,例如灰口铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁以及高合金耐磨铸铁等,不宜用来加工钢材。
3. 陶瓷刀具使用注意事项
(1)适于陶瓷刀具加工的机床必须具有良好的刚性、足够的功率、较高的转速和刀具的夹持牢固性,以防破损和崩刃。
(2)根据被加工材料性质及特点,正确选用陶瓷材料的种类和牌号。
(3)为了发挥陶瓷刀具材料的抗压强度,陶瓷刀具一般采用负前角(-5° -12°)。
(4)为了利用陶瓷刀具材料的耐热性与耐磨性,可尽量采用较大的背吃刀量和较高的切削速度,但选择进给量应稍低些。
(5)陶瓷刀具对冲击和振动载荷比较敏感,系统刚性差是陶瓷刀具寿命降低或引起崩刃的主要原因。将刀片装在万能工具磨床上用金刚石砂轮磨出负前角,以减少冲击。