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刀具应用

CUTTING TOOLS APPLICATION

陶瓷刀具在金属切削加工中，显示出以下优 片的抗弯强度，目前已可达到 600~900MPa，
越性 : 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工 其抗压强度已超过了高速钢而接近普通硬质合
的高硬材料，如硬度达 HRC65 的各类淬硬钢和 金。高抗高温氧化性陶瓷刀片的耐热性和抗高温
硬化铸铁，因而可免除对材料进行退火处理所消 氧化性良好，即使在 1100~1400℃切削高温时，
耗的电力以及对材料性能造成的损害，并可提高 仍能保持较高的硬度，强度进行长时间切削。因
工件的硬度，延长机器设备的使用寿命 ; 不仅能 此加工速度远远高于硬质合金刀具，实现高速切
对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、 削。 其切削速度可比硬质合金刀具提高 3~10 倍，
刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大 因而能大幅度提高生产效率。
的加工 ; 刀具耐用度比传统刀具提高几倍甚至几 断裂韧性值是评价陶瓷刀片抗破损能力的重
十倍，可减少加工中的换刀次数，保证被加工工 要指标之一，它与材料的组成、结构、工艺等因
件的高精度和表面质量 ; 可进行高速切削或实现 素有关。陶瓷刀片断裂韧性接近某些牌号的硬质
“以车代磨”、“以铣代磨”，切削效率比传统刀具 合金刀片，因而具有良好的抗冲击能力。尤其在
提高 3~10 倍，达到节约工时、电力、机床数 进行铣、刨、镗削及其他断续切削时，更能显示
30%~70% 或更高的效果。但目前金属陶瓷材料 其优越性。高抗热震性陶瓷材料的抗热震性是指
的主要性能缺陷也还表现在 : 韧性不足，抗机械 在承受急剧温度变化时，评价抗破损能力的重要
冲击性能较差。因此金属陶瓷刀片不适合用于断 指标。由于强度高，较低热膨胀系数而明显优于
续切削、 硬材料切削和带黑皮冷硬层工件的切削 ; 其他刀片，因而在高强度断续零件的毛坯加工方
导热性差。因此金属陶瓷刀片的耐热应力变化能 面，显示出独特的优越性。
力差，易产生热裂纹，故不宜用于湿式切削和硬
金属陶瓷刀具适用于加工材质 : 各类淬硬钢
材料切削。通过与硬质合金刀具材料的比较分析
(58~65HRC); 冷 硬 铸 铁 (80~90HS); 高 锰 钢 ;
可知，金属陶瓷刀具材料具有如下特点 : 可适应
镍 (Ni), 铬 (Cr) 合金 ; 各类铸铁 (200~400HB);
从低速到高速的切削加工 ; 使用寿命较长 ; 加工
各类非金属材料，石墨，陶瓷素坯，玻璃钢，耐
表面质量较高 ; 价格较为低廉 ; 可解决钨资源匮
火材料等。
乏的问题。
与传统的硬质合金刀具相比较，金属陶瓷刀
陶瓷刀具是用特种陶瓷粉末材料，采用科学
具在用于精加工时有两方面的优点特别突出 : 一
配方，通过特殊生产工艺，使用现代化设备生产
是切削刃均匀磨损晡，切削刃有再磨锐效应 ; 二
制造出来的。其特点为高硬度、高强度、高红硬
是化学性能稳定性。在国外， 金属陶瓷发展迅猛，
性、高耐磨性及优良的化学稳定性和低摩擦系数
应用的比例在扩大，如日本金属陶瓷刀具已占可
等，其切削加工效率为普通硬质合金的 3~9 倍。
转位刀具的三分之一。
普遍适用于机械加工中的车、铣、镗、刨等机床
随着我国机床装备水平的不断发展和对工件
的粗、半精及精加工，更加适合于各类 CNC 数
加工的尺寸精度，表面粗糙度要求的不断提高，
控车，铣床及加工中心等现代化机床的使用。高
金属陶瓷在精细车削加工领域会越来越受到机械
硬度陶瓷刀片的常温硬度值已超过了最好的硬质
制造厂家的重视。尽管欧美、日韩、甚至台湾的
合金刀片的硬度，而达到 92.5~94HRA，这就
刀具制造厂都推出了各自系列的金属陶瓷刀具产
大大提高了切削能力和耐磨性。它可以加工硬度
品，但我国相当一部分制造厂的车削精细细加工
高达 65HRC 的各类淬硬钢和硬化铸铁，从而减
还是停留在传统硬质合金加工的水平。从目前以
少了退火工序，节省了电力。
我国的情况来看，金属陶瓷刀具的应用主要有以
优良的耐磨性不仅延长了刀具的切削寿命，
下方面问题需要解决 : 一是能否胜任工件尺寸精
而且还减少了加工中的换刀次数，从而降低了工
度要求高且大批量生产的要求，二是是否适用工
人劳动强度，也提高了生产效率。高强度陶瓷刀
件表面质量要求高但材料粘软的工件的精加工 ,

第06期 数控机床市场 ·75·