新型陶瓷刀具的切削性能.doc

新型陶瓷刀具的切削性能新型陶瓷刀具的切削性能在切削过程中，判定刀具切削性能的优劣，往往从刀具切削部分的材料、儿何形状和刀具结构方面进行分析，而刀具材料的分析则以传统的硬质合金为主要的研究对象。随着现代工业技术的不断发展，传统的硬质合金刀具很难胜任或根本无法实现对某些高强度、高硬度材料的加工，而陶瓷刀具由于具有很好的耐磨性、红硬性，适干加工高硬材料。即使在12001350的高温下仍能继续切削，且与金属亲和力小，切屑不易粘刀，不易产生积屑瘤，加工表面粗糙度值小。它还可以进行高速切削，减少换刀次数和由于刀具磨损而引起的尺寸误差，大大提高生产率和产品质量，因而受到人们的重视。根据国外有关资料报道，陶瓷刀具在工业发达国家的发展应用非常快，有的已达到刀具总构成比的10%以上。美国用热压陶瓷刀具加工冷硬铸铁(HRC66)和高温合金时，采用的切削用量很高(v=610m/min，ap=6mm，s=0.5mm/r)大大地提高了生产率。我国虽然在陶瓷刀具的研究水平上不比外国差，但实际应用发展较慢，据1994年以前的有关材料报道，当时，国内陶瓷刀具占总刀具的比例不超过1%，与国外大量应用于汽车工业及数控机床的情况正好相反，还主要用于加工水泵、轧辊等硬质合金刀具难以切削工件的粗加工，在精密加工中应用比较少。陶瓷刀片的牌号及性能表陶瓷系列及牌号密度(g/cm3)硬度(HRA)抗弯强度(MPa)用途特长Si3N4基系列FD05Si3N43.4192.51000HRC62铸铁毛加工、断续切削、强力大进给量切削。抗热震特性好，强度好，抗冲击性好，但不适于切削高强度钢。FD01Si3N4+TiC3.4493.5800HRC65高合金铸铁的粗加工，合金钢及高锰钢粗加工。耐高温性能好，强度不如FD05，但耐磨性好。FD03Si3N4+TiC3.994750HRC65的铸铁精加工、高速精铣。高速切削性能特好，能以v1000m/min精铣灰铸铁。Si3N4-Al2O3基系列FD04Si3N4-Al2O3+TiC3.8593.5800加工硬铸铁、球墨铸铁及Ni基高温合金等。耐高温性能好，适于铸铁大进给量加工。Al2O3-Ti(CN)基系列FD22Al2O3+TiCN4.7594800精加工HRC65的淬硬钢或合金铸铁。耐磨性好，可实现淬硬钢的以车代磨或以铣代磨。(注：表中参数系北京方大陶瓷有限公司资料)早在20世纪70年代的中后期，清华大学就成功研制厂氮化硅(Si3N4)陶瓷刀具，并在国际上最先实现了用热压(Si3N4)陶瓷刀具，对多种难加工材料(淬硬钢、冷硬铸铁、热介石墨，玻璃钢等)进行多种工序(车、铣、螺纹车削、丝杆挑扣等)的加工应用，引起了国内外学术界的关注和兴趣，美国科学杂志和其他国家的一些著名杂志都曾报道和肯定这一成果，如今，“清华方大”研制的复合氮化陶瓷刀具具有很高的硬度和强度，以及优良的耐磨性、红硬性和抗氧化性。其陶瓷刀片的室温硬度值达到HRA92.594抗弯强度已达到7501000MPa，即使在12001450的切削温度下仍然可以进行切削。切削速度比硬质合金提高310倍，切削耐用度提高1O100倍，切削效率提高310倍，可加工硬