如何選用陶瓷數(shù)控刀具材料

       目前，Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷均已成功地用于制作車(chē)刀、鏜刀和銑刀等的切削部分材料。陶瓷刀具的結(jié)構(gòu)目前大多采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的結(jié)構(gòu)形式。刀片的形狀有三角形、正方形、長(zhǎng)方形、棱形和圓形等。

       陶瓷刀片材料的品種多達(dá)幾十種，不同種類(lèi)的陶瓷刀片有著不同的應(yīng)用范圍，故須正確選擇刀具陶瓷的種類(lèi)與牌號(hào)，使其與被加工材料相“匹配”。除需要滿足技術(shù)要求外，還應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性能的要求。

       氧化鋁（Al2O3）基陶瓷具有良好的耐磨性、耐熱性，且其高溫化學(xué)穩(wěn)定性好，不易與鐵元素之間發(fā)生相互擴(kuò)散或化學(xué)反應(yīng)，其耐磨性和耐熱性均高于氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具，所以Al2O3基陶瓷刀具的應(yīng)用范圍廣，適于對(duì)鋼材、鑄鐵及其合金的高速切削加工；加工鋼優(yōu)于Si3N4 基陶瓷刀具；但它不宜用來(lái)加工鋁合金、鈦合金和鉭合金，否則容易產(chǎn)生化學(xué)磨損。

       氮化硅（Si3N4）基陶瓷刀具的斷裂韌性和抗熱振性高Al2O3基陶瓷刀具，Z適于斷續(xù)加工鑄鐵和高溫合金等材料，一般不宜用來(lái)加工產(chǎn)生長(zhǎng)切屑的鋼材（如正火和熱軋狀態(tài)），用Si3N4基陶瓷刀具切削45號(hào)鋼時(shí)的刀具磨損比切削灰鑄鐵時(shí)高得多。

       賽阿龍（Sialon）陶瓷適于加工各種鑄鐵（如灰鑄鐵、球墨鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵等）和耐熱合金，通常不推薦用其加工鋼材。

       Inconel 718（GH169）鎳基合金是典型的難加工材料，具有較高的高溫強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)剪切強(qiáng)度，熱擴(kuò)散系數(shù)較小，切削時(shí)易產(chǎn)生加工硬化，導(dǎo)致刀具切削溫度高、磨損速度加快。Al2O3 / SiCw晶須增韌陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金，當(dāng)切削速度為100∼300 m/min時(shí)可獲得較長(zhǎng)的刀具壽命；ISCAR公司生產(chǎn)的一款I(lǐng)W7晶須增韌陶瓷（Al2O3 / SiCw）新牌號(hào)，來(lái)自加工Inconel 718、鎳基耐熱合金等高溫合金材質(zhì)渦輪盤(pán)的報(bào)告顯示，相比于其它陶瓷刀片，切削性能和刀具壽命均有明顯提高。Si3N4基陶瓷也可用于Inconel 718合金的加工。而Sialon陶瓷的韌性高，適合于切削經(jīng)過(guò)固溶處理的Inconel 718（45HRC）合金。

       此外，航空航天用的Kevlar和石墨類(lèi)復(fù)合材料，用陶瓷刀具可實(shí)現(xiàn)切削速度300 m/min左右的高速切削加工。

       必須指出，陶瓷刀片不像硬質(zhì)合金那樣在國(guó)際上有統(tǒng)一的分類(lèi)，各生產(chǎn)廠都有各自的品種與牌號(hào)，不同廠生產(chǎn)的同類(lèi)刀片性能上也有一定的差異，使用時(shí)須參照廠家產(chǎn)品樣本來(lái)選擇。為此，刀片牌號(hào)選定后必須在機(jī)床上先進(jìn)行試切削，合格后方可以正式應(yīng)用。