新型陶瓷刀具材料
文摘
宇航业电子工业超高温超高压技术迅速发展难加工材料日益增应普通硬质合金高速钢等刀具材料加工刀具寿命低甚根法加工陶瓷刀具高硬度耐磨性良高温性金属亲力金属粘结化学稳定性新型陶瓷刀具材料成制造切削刀具理想材料陶瓷刀具材料种前途高速切削刀具材料生产中着广泛应前景
关键词陶瓷刀具 金属陶瓷 氧化铝 氮化硅 发展
Abstract
Aerospace industry electronic industry ultrahigh temperature ultrahigh pressure of rapid technological development and difficult to process the increasing use of materials while the application of common cemented carbide or highspeed steel tool material to process tool life is low or even impossible to process Ceramic cutting tools have high hardness wear resistance good high temperature performance and metal affinity of small nonmetal bonding chemical stability Therefore it becomes an ideal material for manufacturing cutting tools Ceramic tool material is one of the most promising highspeed cutting tool material in production has a broad application prospects
Key words ceramic tool material metallic ceramic Al2O3 Si3N4 development
1前言
着现代制造技术发展种新型难加工材料产品中量应传统硬质合金刀具已难满足生产需铁基镍基钴基钛基高温合金超高强度钢高耐磨铸铁等材料生产中量应普通硬质合金高速钢等刀具材料加工刀具寿命低甚根法加工陶瓷刀具优良切削性高性价格受青睐．
2陶瓷刀具性
2．1高硬度耐磨性
氮化硅陶瓷刀片室温硬度值已超硬质合金刀片硬度丽达92．5 HRA～94 HRA提高切削力耐磨性硬度高耐磨性较提高刀具耐度硬质合金高倍优良耐磨性仅**刀具切削寿命减少加工中换刀次数保证切削工件时锥度高精度尤数控机床进行高精密续加工时减少刀误差磨损引起预测误差简化刀具误差补偿
2．2耐热性抗高温氧化性
陶瓷刀具1 200℃l 450℃切削高温时保持定硬度强度进行长时间切削允许采远远高硬质合金刀具切削速度实现高速切削切削速度硬质合金刀具提高310倍幅度提高生产效率
2．3高红硬性
般硬质合金刀具温度800℃l 000℃时硬度—突然降低阶段YT类刀具800℃升高l 000℃时硬度HV910降低HV600陶瓷刀具硬度温度升高变化1200℃时硬度达80HRA
2．4金属具极亲力
陶瓷刀具熔化温度钢相互反应具良抗粘结扩散氧化磨损力较低摩擦系数减切削力加工工件具良表面粗糙度
3 陶瓷刀具材料种类
年材料科学制造技术进步通添加种碳化物氮化物硼化物氧化物等改善陶瓷性通颗粒晶须相变微裂纹种增切机理协作提高断裂韧性抗弯强度应范围日益扩．前陶瓷刀具材料进展集中提高传统刀具陶瓷材料性细化晶粒组份复合化采涂层改进烧结工艺开发新产品等方面期获耐高温性耐磨损性抗崩刃性满足高速精密切削加工求
3．1 氧化铝(A1203)基陶瓷
(1)纯氧化铝陶瓷该陶瓷中Al2O3成分99．9％呈白色俗称白陶瓷国**工具研究生产Pl牌号属类耐磨性切削灰铸铁较效果切削普通碳钢强度低抗热振性断裂韧性较差切削时易崩刃目前已Al2O3复合陶瓷取代
(2)氧化铝碳化物系复合陶瓷Al2O3基体中加入TiCWCM02CTaCNbCCrC2等成分热压烧结成中Al2O3TiC复合陶瓷着TiC含量(30％～50％)切削性差异切削淬硬钢种耐磨铸铁国生产牌号M16SG3SG4AG2等两种牌号中含WC成分
(3)氧化铝碳化钛金属系复合陶瓷该陶瓷AlO3TiC陶瓷中加入少量粘结金属NiMo等提高Al2O3TiC连结强度性粗加工类陶瓷称金属陶瓷国生产牌号AT6LT35LT55M4M5M6LD1等切削调质合金钢时切削速度达般硬质合金刀具1～3倍刀具寿命硬质合金刀具6～10倍含金属成分电加工切割成意形状时金刚石砂轮刃磨时获较表面质量中LD1足Al2O3TiC系陶瓷基础通添加少量特殊微粉利种增韧机制协作断裂韧性较提高达6．0～6．6 Mpam2普通热压Al2O3TiC陶瓷断裂韧性4 MPam2端铣淬硬钢时刀片抗破损性类LT55牌号高出30％～110％
(4) Al2O3SiC晶须增韧陶瓷Al2O3陶瓷基体中添加20％～30％SiC晶须(种直径0．6um长度10～80 um单晶具定纤维结构抗拉强度7 GPa弹性模量超700GPa)成SiC晶须作犹钢筋混凝土中钢筋成阻挡改变裂纹发展方障碍物陶瓷韧性幅度提高(达9 MPam2)适断续切削粗车铣削钻孔等加工镍基合金高硬度铸铁淬硬钢等材料加工国生产JX～1AW9SG5美国WG300Kyon250瑞典Sandvik公司CC670等牌号均属类
3．2氮化硅(Si3N4)基陶瓷
Si3N4陶瓷种非氧化物工程陶瓷硬度达HV 1800～2 000热硬性承受1300～1 400℃高温碳金属元素化学反应较摩擦数较低类刀具适切削铸铁高温合金镍基合金等材料尤适进量断续切削纯Si3N4陶瓷刀具切削长切屑金属(软钢)时极易产生月牙洼磨损新代Si3N4陶瓷均复合型新开发Si3N4基陶瓷仅粗加工断续切削冷液切削日京陶公司KS6000牌号中种目前Si3N4基陶瓷刀具崩刃率2％～3％硬质合金相已生产线应缺点磨加工性较普通陶瓷差面列举种Si3N4基陶瓷
(1) Si3N4TiC—Co复合陶瓷该陶瓷韧性抗弯强度高A1203基陶瓷硬度未降低热导率高A1203基陶瓷生产中应较广泛国生产牌号FD02SMHDM1N5等
(2) Si3N4晶须增韧陶瓷Si3N4基体中加入定量碳化物品须成提高陶瓷刀具断裂韧性罔**方高技术陶瓷限公司生产FD03刀片湖**沙工程陶瓷公司生产SW21牌号均属类FD03刀片Si3N4陶瓷基体中加入硬质弥散颗粒TiCSW21刀片Si3N4中加入定量SiC晶须较性国外切削专家认Si3N4基陶瓷切削钢材效果A1203基复合陶瓷推荐加工钢材FD02FD03SW2l切削淬硬钢(HRC60～68)高锰钢高铬钢轴承钢时效果较
(3) Si3N4A1203Y203复合陶瓷Si3N4硬质相A1203耐磨相添加少量助烧结剂Y203热压烧结成常称赛隆(Sialon)例美国生产Sialon牌号KY3000成分：77％Si3N413％A120310％Y203硬度达HV 1800抗弯强度达1．2GPa美国Greeleaf公司生产Grern4B瑞典Sandvik公司CC680刀片国生产TP4SG3等均赛隆陶瓷KY3000陶瓷刀片高速切削镍基高温合金时加工效率涂层硬质合金刀具7倍采较进鼍切削速度高速加工铸铁高温合金外面铣刀采双正前角(侧前角背前角均正值)加工铸铁
3．3 Ti(CN)基金属陶瓷刀具材料
Ti(CN)基金属陶瓷具非常独特性组合硬质合金刀具材料相金属陶瓷效高速切削加工佳切削速度硬质合金刀具高3～10倍具更高耐磨性切削寿命硬质合金
5～10倍仅已钢材车削已钢铸铁铣削加工WCCo类硬质合金刀具耐磨性强韧性难兼钨钴资源短缺促钨金属陶瓷研究开发TiC基硬质合金强度韧性较低两种硬质合金已逐步金属陶瓷方发展通优化成分改进制备技术纳米改性纳米复合超细晶粒材料研究开发Ti(CN)基金属陶瓷综合性提高**工业学利粉末冶金工艺制取纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具通TiC基金属陶瓷中加入3050nmTiN粒子硬度达HRA 92．9抗弯强度1360 MPa断裂韧性13．2 MPam2普通金属陶瓷相均明显提高抗崩刃性耐磨性寿命较普通金属陶瓷较幅度提高
采真空烧结方法超微级Ti(CN)金属陶瓷硬度低HRA90时抗弯强度达2 200 MPa真空烧结纳米复合金属陶瓷材料抗弯强度高达2 884．7 MPa硬度达HRA90．5日产Ti(CN)基金属陶瓷刀片物理力学性突出抗弯强度远高陶瓷金属陶瓷作刀具材料具非常发展潜力完全某领域作钨钴硬质合金代材料
3．4功梯度陶瓷刀具材料
功梯度材料应刀具年发展功梯度设计思想引入陶瓷刀具材料制造程提高刀具性尤抗热击性提供种新方法
A1203／(WTi)C梯度功陶瓷通控制陶瓷材料组成分布形成合理梯度刀具部产生利残余应力分布抵消切削中外载应力具表层热导率高利切削热传出热膨胀系数结构完整性易破损等特点艾兴等研究基称分布梯度模型单热压成形功梯度刀具FG1(A1203TiC)FG2 [A1203(WTi)C]均匀质材料抗热击性寿命较提高
通表面氮化处理制备Ti(CN)基功梯度刀具材料金属陶瓷表面氮化处理时表面N活度较高促富WMo环型相断溶解WMo原子材料部扩散Ti原子材料表面扩散形成成分梯度环形相溶解聚积长颗粒分解颗粒晶粒细化提高材料表面硬度降低材料表面金属间摩擦数
瑞典J．Zackrisson等首先研究金属陶瓷表面氮化处理技术发现高速轴干车削钢材时刀具表面抗塑性变形力较表面涂层类材料提高约50％韧性提高氮化处理充分提高前刀面抗扩散磨损刀面抗磨蚀磨损力
3．5 TiB2基复合陶瓷刀具材料
TiB2具高硬度较高强度断裂韧性极化学稳定性优良导热导电耐磨等性较强抗月牙洼磨损抗粘着力具单相FeCr—Ni粘结剂两相Fe2B—Fe—Cr—Ni粘结剂TiB2基复合陶瓷刀具材料具较硬度断裂韧性组合TiB2r(Fe—Cr—Ni)断裂韧性达9．0 MPam2硬度HV 1800日研制TiB2+Ti(CN)+Mo2SiB2复合陶瓷材料抗弯强度l 300MPa硬度高达HV 2300超细硬质合金硬度更高类极具发展前途陶瓷刀具材料
4陶瓷刀具应现状
陶瓷刀具高硬度耐磨性良高温性金属亲力金属粘结化学稳定性切削加工般刀具难加工硬度高工件材料陶瓷刀具佳切削速度硬质合金刀具高2—10倍刀具耐度高提高生产效率陶瓷刀具原料源丰富年研究开发单位研究开发原料纯度高晶粒尺寸添加种碳化物氮化物硼化物氧化物晶须采种措施增加韧性陶瓷刀具材料抗弯强度断裂韧性幅度提高较广泛应高速切削干切削硬切削
陶瓷刀具发展潜力高速切削刀具生产中美应前景目前已引起世界国重视德国约70％加工铸件工序陶瓷刀具完成日陶瓷刀具年消耗量已占刀具总量8％～10％年中国陶瓷刀具发展十分迅速品种增性提高中国开发陶瓷硬质合金复合刀片工作表面陶瓷材料高硬度耐磨性基体硬质合金较抗弯强度承受击负荷解决陶瓷刀具镶焊困难等问题推广陶瓷刀具创造条件尤年国外开发新品种生产未形成规模性优异广泛途必迅速发展预料着高速切削干式切削硬切削应增必促进陶瓷刀具发展
关资料统计：日年产陶瓷刀片350万片占转位刀具刀片9％欧洲工业发达国家陶瓷刀片生产量年20％速度增长尤汽车制造业中例联邦德国科隆福特汽车厂27万刀片中陶瓷刀片9万片占34％数控机床刀具中陶瓷刀片占40％左右美国福特汽车公司陶瓷刀具量占40％苏联年产陶瓷刀片达50—60万片国1953年开始研制陶瓷刀具**电瓷厂中科院冶金陶瓷研究机部工具研究**工业学**硅酸盐研究清华学等单位先研制出氧化铝陶瓷氧化铝＋碳化物陶瓷氮化硅基陶瓷陶瓷刀片性质量均提高**水泵厂加工耐磨铸铁硬镍铸铁车加工工序60％陶瓷刀具年消耗量1万片**量具刃具厂年陶瓷刀具加100万支钻头毛坯外圆统计全国年生产陶瓷刀片十万片目前氧化铝基刀具牌早已20氮化硅基已10牌号
5陶瓷刀具材料发展趋势展
目前没纳米级陶瓷刀具材料研制成功．纳米改性纳米复合成功解决晶粒异常长问题纳米级粒子钉扎进入位错区基体晶粒形成亚晶界导致基体晶粒细化．纳米改性纳米复合超细晶粒陶瓷刀具材料研究开发刀具材料发展方．
改善陶瓷刀具材料脆性年国相继提出种增韧补强方法先进工艺技术．陶瓷材料中添加增强相：TiCTiNTiB2SiCpSiCw(wTi)cWCMo2CZrO2Y203等成分利第二相第三相材料进行颗粒弥散强化纤维补强晶须增韧相变增韧协增韧补强相陶瓷材料性幅度提高．优化组分进行层次相复合种增韧机制时作提高陶瓷材料韧性条效途径．
6结语
陶瓷刀具材料具刀具材料法拟优势发展空间非常．通陶瓷刀具材料组分制备工艺材料设计研究保持高硬度高耐磨性红硬性基础极提高刀具材料韧性抗击性制备符合现代切削技术求适宜材料．陶瓷刀具材料种前途高速切削刀具材料生产中着广泛应前景．着种新型陶瓷刀具材料力促进高效机床高速切削技术发展高效机床高速切削技术推广应必进步推动陶瓷刀具材料．
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文摘
宇航业电子工业超高温超高压技术迅速发展难加工材料日益增应普通硬质合金高速钢等刀具材料加工刀具寿命低甚根法加工陶瓷刀具高硬度耐磨性良高温性金属亲力金属粘结化学稳定性新型陶瓷刀具材料成制造切削刀具理想材料陶瓷刀具材料种前途高速切削刀具材料生产中着广泛应前景
关键词陶瓷刀具 金属陶瓷 氧化铝 氮化硅 发展
Abstract
Aerospace industry electronic industry ultrahigh temperature ultrahigh pressure of rapid technological development and difficult to process the increasing use of materials while the application of common cemented carbide or highspeed steel tool material to process tool life is low or even impossible to process Ceramic cutting tools have high hardness wear resistance good high temperature performance and metal affinity of small nonmetal bonding chemical stability Therefore it becomes an ideal material for manufacturing cutting tools Ceramic tool material is one of the most promising highspeed cutting tool material in production has a broad application prospects
Key words ceramic tool material metallic ceramic Al2O3 Si3N4 development
1前言
着现代制造技术发展种新型难加工材料产品中量应传统硬质合金刀具已难满足生产需铁基镍基钴基钛基高温合金超高强度钢高耐磨铸铁等材料生产中量应普通硬质合金高速钢等刀具材料加工刀具寿命低甚根法加工陶瓷刀具优良切削性高性价格受青睐．
2陶瓷刀具性
2．1高硬度耐磨性
氮化硅陶瓷刀片室温硬度值已超硬质合金刀片硬度丽达92．5 HRA～94 HRA提高切削力耐磨性硬度高耐磨性较提高刀具耐度硬质合金高倍优良耐磨性仅**刀具切削寿命减少加工中换刀次数保证切削工件时锥度高精度尤数控机床进行高精密续加工时减少刀误差磨损引起预测误差简化刀具误差补偿
2．2耐热性抗高温氧化性
陶瓷刀具1 200℃l 450℃切削高温时保持定硬度强度进行长时间切削允许采远远高硬质合金刀具切削速度实现高速切削切削速度硬质合金刀具提高310倍幅度提高生产效率
2．3高红硬性
般硬质合金刀具温度800℃l 000℃时硬度—突然降低阶段YT类刀具800℃升高l 000℃时硬度HV910降低HV600陶瓷刀具硬度温度升高变化1200℃时硬度达80HRA
2．4金属具极亲力
陶瓷刀具熔化温度钢相互反应具良抗粘结扩散氧化磨损力较低摩擦系数减切削力加工工件具良表面粗糙度
3 陶瓷刀具材料种类
年材料科学制造技术进步通添加种碳化物氮化物硼化物氧化物等改善陶瓷性通颗粒晶须相变微裂纹种增切机理协作提高断裂韧性抗弯强度应范围日益扩．前陶瓷刀具材料进展集中提高传统刀具陶瓷材料性细化晶粒组份复合化采涂层改进烧结工艺开发新产品等方面期获耐高温性耐磨损性抗崩刃性满足高速精密切削加工求
3．1 氧化铝(A1203)基陶瓷
(1)纯氧化铝陶瓷该陶瓷中Al2O3成分99．9％呈白色俗称白陶瓷国**工具研究生产Pl牌号属类耐磨性切削灰铸铁较效果切削普通碳钢强度低抗热振性断裂韧性较差切削时易崩刃目前已Al2O3复合陶瓷取代
(2)氧化铝碳化物系复合陶瓷Al2O3基体中加入TiCWCM02CTaCNbCCrC2等成分热压烧结成中Al2O3TiC复合陶瓷着TiC含量(30％～50％)切削性差异切削淬硬钢种耐磨铸铁国生产牌号M16SG3SG4AG2等两种牌号中含WC成分
(3)氧化铝碳化钛金属系复合陶瓷该陶瓷AlO3TiC陶瓷中加入少量粘结金属NiMo等提高Al2O3TiC连结强度性粗加工类陶瓷称金属陶瓷国生产牌号AT6LT35LT55M4M5M6LD1等切削调质合金钢时切削速度达般硬质合金刀具1～3倍刀具寿命硬质合金刀具6～10倍含金属成分电加工切割成意形状时金刚石砂轮刃磨时获较表面质量中LD1足Al2O3TiC系陶瓷基础通添加少量特殊微粉利种增韧机制协作断裂韧性较提高达6．0～6．6 Mpam2普通热压Al2O3TiC陶瓷断裂韧性4 MPam2端铣淬硬钢时刀片抗破损性类LT55牌号高出30％～110％
(4) Al2O3SiC晶须增韧陶瓷Al2O3陶瓷基体中添加20％～30％SiC晶须(种直径0．6um长度10～80 um单晶具定纤维结构抗拉强度7 GPa弹性模量超700GPa)成SiC晶须作犹钢筋混凝土中钢筋成阻挡改变裂纹发展方障碍物陶瓷韧性幅度提高(达9 MPam2)适断续切削粗车铣削钻孔等加工镍基合金高硬度铸铁淬硬钢等材料加工国生产JX～1AW9SG5美国WG300Kyon250瑞典Sandvik公司CC670等牌号均属类
3．2氮化硅(Si3N4)基陶瓷
Si3N4陶瓷种非氧化物工程陶瓷硬度达HV 1800～2 000热硬性承受1300～1 400℃高温碳金属元素化学反应较摩擦数较低类刀具适切削铸铁高温合金镍基合金等材料尤适进量断续切削纯Si3N4陶瓷刀具切削长切屑金属(软钢)时极易产生月牙洼磨损新代Si3N4陶瓷均复合型新开发Si3N4基陶瓷仅粗加工断续切削冷液切削日京陶公司KS6000牌号中种目前Si3N4基陶瓷刀具崩刃率2％～3％硬质合金相已生产线应缺点磨加工性较普通陶瓷差面列举种Si3N4基陶瓷
(1) Si3N4TiC—Co复合陶瓷该陶瓷韧性抗弯强度高A1203基陶瓷硬度未降低热导率高A1203基陶瓷生产中应较广泛国生产牌号FD02SMHDM1N5等
(2) Si3N4晶须增韧陶瓷Si3N4基体中加入定量碳化物品须成提高陶瓷刀具断裂韧性罔**方高技术陶瓷限公司生产FD03刀片湖**沙工程陶瓷公司生产SW21牌号均属类FD03刀片Si3N4陶瓷基体中加入硬质弥散颗粒TiCSW21刀片Si3N4中加入定量SiC晶须较性国外切削专家认Si3N4基陶瓷切削钢材效果A1203基复合陶瓷推荐加工钢材FD02FD03SW2l切削淬硬钢(HRC60～68)高锰钢高铬钢轴承钢时效果较
(3) Si3N4A1203Y203复合陶瓷Si3N4硬质相A1203耐磨相添加少量助烧结剂Y203热压烧结成常称赛隆(Sialon)例美国生产Sialon牌号KY3000成分：77％Si3N413％A120310％Y203硬度达HV 1800抗弯强度达1．2GPa美国Greeleaf公司生产Grern4B瑞典Sandvik公司CC680刀片国生产TP4SG3等均赛隆陶瓷KY3000陶瓷刀片高速切削镍基高温合金时加工效率涂层硬质合金刀具7倍采较进鼍切削速度高速加工铸铁高温合金外面铣刀采双正前角(侧前角背前角均正值)加工铸铁
3．3 Ti(CN)基金属陶瓷刀具材料
Ti(CN)基金属陶瓷具非常独特性组合硬质合金刀具材料相金属陶瓷效高速切削加工佳切削速度硬质合金刀具高3～10倍具更高耐磨性切削寿命硬质合金
5～10倍仅已钢材车削已钢铸铁铣削加工WCCo类硬质合金刀具耐磨性强韧性难兼钨钴资源短缺促钨金属陶瓷研究开发TiC基硬质合金强度韧性较低两种硬质合金已逐步金属陶瓷方发展通优化成分改进制备技术纳米改性纳米复合超细晶粒材料研究开发Ti(CN)基金属陶瓷综合性提高**工业学利粉末冶金工艺制取纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具通TiC基金属陶瓷中加入3050nmTiN粒子硬度达HRA 92．9抗弯强度1360 MPa断裂韧性13．2 MPam2普通金属陶瓷相均明显提高抗崩刃性耐磨性寿命较普通金属陶瓷较幅度提高
采真空烧结方法超微级Ti(CN)金属陶瓷硬度低HRA90时抗弯强度达2 200 MPa真空烧结纳米复合金属陶瓷材料抗弯强度高达2 884．7 MPa硬度达HRA90．5日产Ti(CN)基金属陶瓷刀片物理力学性突出抗弯强度远高陶瓷金属陶瓷作刀具材料具非常发展潜力完全某领域作钨钴硬质合金代材料
3．4功梯度陶瓷刀具材料
功梯度材料应刀具年发展功梯度设计思想引入陶瓷刀具材料制造程提高刀具性尤抗热击性提供种新方法
A1203／(WTi)C梯度功陶瓷通控制陶瓷材料组成分布形成合理梯度刀具部产生利残余应力分布抵消切削中外载应力具表层热导率高利切削热传出热膨胀系数结构完整性易破损等特点艾兴等研究基称分布梯度模型单热压成形功梯度刀具FG1(A1203TiC)FG2 [A1203(WTi)C]均匀质材料抗热击性寿命较提高
通表面氮化处理制备Ti(CN)基功梯度刀具材料金属陶瓷表面氮化处理时表面N活度较高促富WMo环型相断溶解WMo原子材料部扩散Ti原子材料表面扩散形成成分梯度环形相溶解聚积长颗粒分解颗粒晶粒细化提高材料表面硬度降低材料表面金属间摩擦数
瑞典J．Zackrisson等首先研究金属陶瓷表面氮化处理技术发现高速轴干车削钢材时刀具表面抗塑性变形力较表面涂层类材料提高约50％韧性提高氮化处理充分提高前刀面抗扩散磨损刀面抗磨蚀磨损力
3．5 TiB2基复合陶瓷刀具材料
TiB2具高硬度较高强度断裂韧性极化学稳定性优良导热导电耐磨等性较强抗月牙洼磨损抗粘着力具单相FeCr—Ni粘结剂两相Fe2B—Fe—Cr—Ni粘结剂TiB2基复合陶瓷刀具材料具较硬度断裂韧性组合TiB2r(Fe—Cr—Ni)断裂韧性达9．0 MPam2硬度HV 1800日研制TiB2+Ti(CN)+Mo2SiB2复合陶瓷材料抗弯强度l 300MPa硬度高达HV 2300超细硬质合金硬度更高类极具发展前途陶瓷刀具材料
4陶瓷刀具应现状
陶瓷刀具高硬度耐磨性良高温性金属亲力金属粘结化学稳定性切削加工般刀具难加工硬度高工件材料陶瓷刀具佳切削速度硬质合金刀具高2—10倍刀具耐度高提高生产效率陶瓷刀具原料源丰富年研究开发单位研究开发原料纯度高晶粒尺寸添加种碳化物氮化物硼化物氧化物晶须采种措施增加韧性陶瓷刀具材料抗弯强度断裂韧性幅度提高较广泛应高速切削干切削硬切削
陶瓷刀具发展潜力高速切削刀具生产中美应前景目前已引起世界国重视德国约70％加工铸件工序陶瓷刀具完成日陶瓷刀具年消耗量已占刀具总量8％～10％年中国陶瓷刀具发展十分迅速品种增性提高中国开发陶瓷硬质合金复合刀片工作表面陶瓷材料高硬度耐磨性基体硬质合金较抗弯强度承受击负荷解决陶瓷刀具镶焊困难等问题推广陶瓷刀具创造条件尤年国外开发新品种生产未形成规模性优异广泛途必迅速发展预料着高速切削干式切削硬切削应增必促进陶瓷刀具发展
关资料统计：日年产陶瓷刀片350万片占转位刀具刀片9％欧洲工业发达国家陶瓷刀片生产量年20％速度增长尤汽车制造业中例联邦德国科隆福特汽车厂27万刀片中陶瓷刀片9万片占34％数控机床刀具中陶瓷刀片占40％左右美国福特汽车公司陶瓷刀具量占40％苏联年产陶瓷刀片达50—60万片国1953年开始研制陶瓷刀具**电瓷厂中科院冶金陶瓷研究机部工具研究**工业学**硅酸盐研究清华学等单位先研制出氧化铝陶瓷氧化铝＋碳化物陶瓷氮化硅基陶瓷陶瓷刀片性质量均提高**水泵厂加工耐磨铸铁硬镍铸铁车加工工序60％陶瓷刀具年消耗量1万片**量具刃具厂年陶瓷刀具加100万支钻头毛坯外圆统计全国年生产陶瓷刀片十万片目前氧化铝基刀具牌早已20氮化硅基已10牌号
5陶瓷刀具材料发展趋势展
目前没纳米级陶瓷刀具材料研制成功．纳米改性纳米复合成功解决晶粒异常长问题纳米级粒子钉扎进入位错区基体晶粒形成亚晶界导致基体晶粒细化．纳米改性纳米复合超细晶粒陶瓷刀具材料研究开发刀具材料发展方．
改善陶瓷刀具材料脆性年国相继提出种增韧补强方法先进工艺技术．陶瓷材料中添加增强相：TiCTiNTiB2SiCpSiCw(wTi)cWCMo2CZrO2Y203等成分利第二相第三相材料进行颗粒弥散强化纤维补强晶须增韧相变增韧协增韧补强相陶瓷材料性幅度提高．优化组分进行层次相复合种增韧机制时作提高陶瓷材料韧性条效途径．
6结语
陶瓷刀具材料具刀具材料法拟优势发展空间非常．通陶瓷刀具材料组分制备工艺材料设计研究保持高硬度高耐磨性红硬性基础极提高刀具材料韧性抗击性制备符合现代切削技术求适宜材料．陶瓷刀具材料种前途高速切削刀具材料生产中着广泛应前景．着种新型陶瓷刀具材料力促进高效机床高速切削技术发展高效机床高速切削技术推广应必进步推动陶瓷刀具材料．
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