陶瓷刀具

陶瓷刀具

陶瓷刀具,使用精密陶瓷高壓研製而成,陶瓷刀號稱貴族刀,作為現代高科技的產物,具有傳統金白色陶瓷刀屬刀具所無法比擬的優點;採用高科技納米氧化鋯為原料,因此陶瓷刀又稱鋯寶石刀,它的高雅和名貴可見一斑。市面上的陶瓷刀具大多是用一種納米材料氧化鋯加工而成。用氧化鋯粉末在2000度高溫下用300噸的重壓配上模具壓製成刀坯,然後用金剛石打磨之後配上刀柄就做成了成品陶瓷刀具。

基本信息

發展歷史

陶瓷刀具陶瓷刀具
隨著新技術革命的發展,要求不斷提高切削加工生產率和降低生產成本.,特別是數控工具機的發展,要求開發比硬質合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。日前各種高強度高硬度耐腐蝕、耐磨和耐高溫的難以切削的新材料日益增多。據文獻估計,這類材料己占國際上加工總數的50%以上.,硬質合金刀具對其中不少新材料的加工難以勝任。另一方面,現在國際上硬質合金產量己達20000-25000t。每年消耗大量的金屬,如W、Co、Ta和Nb等。這些金屬的礦產資源正日益減少,價格上漲,按日前消耗速度,用不了幾十年.有些資源將耗盡。陶瓷刀具就是在這樣的背景下發展起來的。
早在1912-1913年.英國德國己出現了氧化鋁陶瓷刀具,但其在生產上的套用則始於1950年。由於其強度、韌度低,較長時期內僅限於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2代陶瓷刀具-複合氧化鋁刀具,在強度和韌度上較之氧化鋁刀具有了明顯提高,可以在較高的速度和較大的進給量下切削各種工件.得到了較廣泛的套用。
20世紀70年代末到80年代初國際出現了第3代陶瓷刀具-氮化矽陶瓷刀具。這類陶瓷刀具有比複合氧化鋁刀具更高的韌性、抗衝擊性、高溫強度和抗熱震性。陶瓷刀片在各工業已開發國家的產量增長很快。
我國自20世紀60年代中開始批量生產複合氧化鋁刀片,目前年生產量為14-15萬片。氧化矽陶瓷刀片雖自20世紀70年代中就開始研究,由於性能欠佳,不能滿足需求。隨著對高溫結構陶瓷領域研究的不斷深入,使氮化矽陶瓷的性能有了很大提高,從而使氮化矽陶瓷刀具在我國迅速發展起來。

結構性能

陶瓷刀具陶瓷刀具
傳統的陶瓷材料一般取自自然界,如景德鎮的土,經過混料、成形和焙燒等工序製成各種日用品。而現代高技術陶瓷,也稱特種陶瓷,它的材料是人工合成的,如氮化矽粉,純度高。利用現代粉末冶金工藝製造,製成的產品具有硬度高耐高溫等性能。
材料可分為金屬材料和非金屬材料。非金屬材料又分為無機材料和有機材料。不論何種材料.其性質.如熔點、硬度和導電性等主要取決於內部微觀結構.即取決於內部質點的結合方式和結合力。有機材料靠較弱的分子結合力,所以熔點低、硬度小。金屬材料靠金屬鍵結合,它的結合力較分子鍵強,但較共價鍵和離子鍵弱,因此熔點和硬度仍不算高。硬質合金採用金屬將WC等硬質相聯繫起來.其性能介於金屬和陶瓷之間。陶瓷材料主要是離子鍵和共價鍵結合,其結合力是比較強的正負離子間的靜電引力或共用電子對,所以熔點高、硬度高、具有好的絕緣性化學穩定性還有氧化性。這就是陶瓷材料能成為切削刀具的原因。

發展前景

雖然我國陶瓷刀具的研究水平不比國外差,但實際套用發展較慢。據有關資料報導,目前國內陶瓷刀具占總刀具使用量的比例不超過1%。氮化矽陶瓷刀具是近年來才在生產中推廣使用的一種新型刀具。因此,不論在刀具的幾何參數、切削用量以及使用技術方面,均缺乏成熟的經驗。
我國陶瓷刀具在可轉位刀具中比重很小,年產量不到硬質合金的0.1%。從切削性能上看,我國陶瓷刀具正向高硬度合金鑄鐵粗加工、斷續切削方向發展。北京科技大學研製的ST新型複合陶瓷刀具能斷續切削HRC63以上的高速鋼滾刀。在刀具品種中除各種車刀外還正在開發銑刀和刨刀等。

特點

陶瓷刀具陶瓷刀具
1、一般為HRA93-94.因此耐磨性好.可加工傳統刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料,例如硬度達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵。因而可免除退火加工所消耗的電力;並因此也可提高工件的硬度,延長機器設備的使用壽命;
2、不僅能對高硬度材料進行粗、精加工,也可進行銑削刨削斷續切削毛坯拔荒粗車等衝擊力很大的加工;
3、陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小.切削不易粘接在刀片上.不易產生積屑瘤.加上可以進行高速切削.所以在條件相同時.工件表而粗糙度比較低。
4、刀具耐用度比傳統刀具高几倍甚至幾十倍,減少了加工中的換刀次數,保證被加工工件的小錐度高精度
5、耐高溫.紅硬性好.可在1200℃下連續切削.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬質合金高很多。可進行高速切削或實現“以車、銑代磨”,切削效率比傳統刀具高3-10倍,達到節約工時、電力工具機數30-70%或更高的效果;
6、氮化矽陶瓷刀具主要原料是自然界很豐富的氮和矽,用它代替硬質合金,可節約大量W、Co、Ta和Nb等重要的金屬。

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