陶瓷刀具材料的新進(jìn)展與應(yīng)用
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切削加工生產(chǎn)率和刀具壽命的高低、加工成本的多少、加工精度和加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣等,在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。目前應(yīng)用的刀具材料主要有金剛石、立方氮化硼、陶瓷、TiC(N)基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)、硬質(zhì)合金、高速鋼及各種涂層刀具。它們各有各自的特點(diǎn),適應(yīng)不同的工件材料和不同的切削速度范圍。
工程技術(shù)界努力研制與推廣陶瓷刀具的主要原因在于:(一)陶瓷刀具材料具有很高的硬度、耐磨性能和良好的高溫性能,與金屬的親和力小,不易與金屬產(chǎn)生黏結(jié),并且化學(xué)穩(wěn)定好。近年來,通過控制原料純度和晶粒尺寸,添加碳化物、氮化物、硼化物、氧化物和晶須等,采用多種增韌機(jī)制進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng),使得陶瓷刀具材料的抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性和抗沖擊性能等有大幅度提高,應(yīng)用范圍日益廣泛,可以用于高速切削、干切削、硬切削,切削效率大大提高。(二)構(gòu)成高速鋼與硬質(zhì)合金的主要成分鎢資源在全球范圍內(nèi)日趨枯竭,20世紀(jì)80年代初估計,全世界已探明的鎢資源僅夠使用50年時間,鎢已成為世界上最稀缺的資源之一,但其在切削刀具材料中的消耗卻很大,從而導(dǎo)致鎢礦價格不斷攀升,幾十年間已上漲好多倍,而陶瓷刀具材料使用的主要原料氧化鋁、氧化硅等是地殼中最豐富的,這在一定程度上也促進(jìn)了陶瓷刀具研制與推廣,陶瓷刀具材料的研制開發(fā)與應(yīng)用取得了許多令人矚目的成果。本文主要介紹陶瓷刀具材料的發(fā)展概況、國內(nèi)外刀具生產(chǎn)商的主要陶瓷刀具產(chǎn)品及其合理選用,以推動陶瓷刀具得到更加廣泛的應(yīng)用。
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