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C 刀具应用

UTTING TOOLS APPLICATION

金属陶瓷材料异军突起

切削加工刀具挑战未来 ( 上 )

■ 文 / 肖永清

陶瓷刀具是现代金属切削加工中的一种新型 金属陶瓷的高温性能明显优于硬质合金。与
材料刀具。它不仅能提高生产效率 , 加工某些普 硬质合金比较，金属陶瓷具备以下性能特点。
通刀片所不能加工的超硬材料 , 而且是现有各类 刀具后刀面的摩擦磨损主要由刀具与工件间
刀具的补充 , 是刀具家族中一支新生力量，在机 的相对运动引起，与刀具的硬度和高温硬度直接
械加工行业中占有十分重要的地位。由于我国机 相关。金属陶瓷刀片硬度高，红硬性好，因此其
床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差 后刀面耐磨性较好。高硬度也是提高刀具前刀面
别缺乏足够的认识，长期以来重主机、轻工具， 耐磨性的重要因素。
使我国工具技术的发展和行业水平与现代制造业
材料的表面自由能与其热焓值、表面张力等
的要求相去甚远。激烈的市场化竞争对机械制造
有关，是表征材料表面性能的基础指标，它也可
厂提出了低成本、高效率、高质量的要求 , 提高
表征材料表面在高温条件下的化学稳定性，材料
自身的制造水平和竞争力无疑是摆在每一个制造
表面自由能的负值越大，其化学性能越稳定。切
企业面前的一个难题。 在一般要求的车削加工中 ,
削钢时，刀具前刀面磨损的主要形式为月牙洼磨
硬质合金是各机械制造厂首选的刀具材料 , 但在
损，磨损速度与刀具材料高温下的化学稳定性、
某些精加工场合，传统硬合金刀具材料的耐磨性
刀具材料物质熔入铁中的固溶度等密切相关。由
和刃口的锋利程度很难同时满足工件的小尺寸公
于金属陶瓷的表面自由能、熔入铁中固溶度和材
差、高表面质量和高生产效率的要求 , 选用金属
质间的扩散反应均低于硬质合金，因此金属陶瓷
陶瓷刀具是解决这一难题最直接和有效的方法，
刀具前刀面抗月牙洼磨损的能力也优于硬质合金
应当引起业内人士的关注。。
刀具。材料表面自由能越低 (G 负值大 )，化学稳
1.金属陶瓷刀具的性能特点及功用 定性越好，材料抗氧化能力也越强。刀具的边界
磨损主要发生在切深边界与空气相接触处，该处
金属陶瓷又称为钛基硬质合金 ( 亦有人称其
因氧化剧烈易形成沟状磨损。金属陶瓷的抗氧化
为 “瓷金”、“陶金” 等 )，它具有优良的机械力
性能明显优于硬质合金。
学性能及高温性能，正如其名称所寓意的那样，
既具有陶瓷材料的高硬度，又具有金属材料的强
韧性，而且价格相对较为低廉。但长期以来，金
属陶瓷作为切削刀具材料的应用远不如其它同类
硬质合金那样广泛。近年来，金属陶瓷刀具材料
的开发与应用逐渐受到重视，其应用范围也不断
扩大。
氧化铝系陶瓷刀具

·74· 第06期 数控机床市场