特種陶瓷刀具材料簡(jiǎn)述(下)

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2338

      4、氧化鋁—碳化物金屬陶瓷刀具:系在Al2O3—TiC陶瓷材料中,采用MO、Ni(或CO、W)等金屬作為粘結(jié)相熱壓而成的陶瓷刀具材料。由于金屬粘結(jié)Al2O3晶粒和碳化物晶粒二者相互穿插的骨架組成,具有較高的聯(lián)接強(qiáng)度,因此形成較好的切削性能。這類(lèi)陶瓷刀具最適用于加工淬硬鋼、合金鋼、錳鋼,冷硬鑄鐵、鑄鋼,鎳基或鉻合金,鎳基和鈷基金合等。另外還可用于非金屬材料如纖維玻璃,塑料夾層及陶瓷材料的切削加工。由于氧化鋁——碳化物金屬陶瓷抗熱震性能良好,故可適用于銑削,刨削,反復(fù)短暫切削或其它間斷切削等,亦可采用切削液進(jìn)行濕式切削等。

  5、氧化鋁—氮化物金屬陶瓷:此種陶瓷刀具材料基本性能與加工范圍與Al2O3——碳化物金屬陶瓷材料相當(dāng),不過(guò)由于以氮化物取代碳化物,因此它具有更好的抗熱震性能與更適用于間新切削。但是其抗彎強(qiáng)度與硬度都比添加TiC的金屬陶瓷低一些,對(duì)它的研究與深度開(kāi)發(fā)仍在繼續(xù)中。

  6、氮化硼陶瓷刀具:最近日本住友電氣公司開(kāi)發(fā)研制出一種硬度更高的陶瓷刀具材料——粘合性立方晶氮化硼陶瓷(CBN)燒結(jié)體。該燒結(jié)材料系在壓力為7—80pa,在2300~2400℃超高溫高壓下燒結(jié)10分鐘后制成。這項(xiàng)技術(shù)還包括在原料制備階段,為提高CBN純度將微粉直徑磨細(xì)等獨(dú)特的軟件技術(shù)。將粒徑為0.5mm以下的微粒結(jié)合成一體,即研制出CBN含有率達(dá)到100%的燒結(jié)氮化硼陶瓷材料。

  采用氮化硼材料制成的陶瓷刀具,在對(duì)硬度甚高的鑄鐵進(jìn)行切削加工時(shí),刀具的頭端不會(huì)發(fā)生常見(jiàn)的受熱龜裂與缺屑。根據(jù)不同條件,與含有其它結(jié)合材料的CBN燒結(jié)體相比較,氮化硼陶瓷刀具的使用時(shí)間可延長(zhǎng)10倍以上,成為一種可作斷續(xù)切削的材料。尤其在汽車(chē)工業(yè)加工中,hBN燒結(jié)體作為可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)等鑄鐵硬質(zhì)材料加工的切削材料,在機(jī)械加工方面有廣闊的用途。

  此前的燒結(jié)體由于含有顆粒結(jié)合劑,因此不能形成如CBN那樣高的硬度與熱傳導(dǎo)率等獨(dú)特的性質(zhì)。如CBN直接轉(zhuǎn)換技術(shù),由于其顆粒度太粗而不適合用作高速切削工具。

  7、氮化硅陶瓷刀具:氮化硅陶瓷刀具具有低密、高強(qiáng)、高硬的物理性能。它的室溫硬度值已超過(guò)了最好的硬質(zhì)合金刀具的硬度,這大大提高了它的切削能力和耐磨性,可以加工高硬度的各類(lèi)硬鋼和硬化鑄鐵。其抗彎強(qiáng)度已超過(guò)高速綱而與普通硬質(zhì)合金相當(dāng)。氮化硅陶瓷刀具的斷韌性值優(yōu)于其它系列刀具達(dá)6~7mpaVm。氮化硅陶瓷刀具的抗熱性能指標(biāo)高達(dá)600~800℃,明顯優(yōu)其它系列陶瓷刀具(300~400℃),其切削速度也比硬質(zhì)合金刀具高3~10倍。因此,在高強(qiáng)度斷續(xù)零件的加工方面,顯示出其優(yōu)越的性能。

  氮化硅陶瓷刀具包括:純氮化硅陶瓷刀具和氮化硅復(fù)合陶瓷刀具。

 、偌兊杼沾傻毒,其硬度HRA91~92,抗彎強(qiáng)度700~900Mpa,斷裂韌性4.2~5.2MpaVm,耐熱性可達(dá)1300~1400℃,其熱膨脹系數(shù)為3.0×10-6/℃,有良好的抗氧化性能。②氮化硅復(fù)合陶瓷刀具;它是在氮化硅基體中添加Al2O3、Y2O3、TiC、TiN和MgO等成分,利用復(fù)合強(qiáng)化效應(yīng),冷壓燒結(jié)制成的陶瓷刀具,其性能優(yōu)于熱壓的純氮化硅陶瓷刀具。

  如在氮化硅中添加Al2O3燒結(jié)的陶瓷刀具,兼有Al2O3和SiN4的特性,其熱硬性比硬質(zhì)合金刀具和氧化鋁陶瓷刀具都高,刀尖溫度高于1000℃仍可正常高速切削,其最大優(yōu)點(diǎn)是提高切削速度,加大進(jìn)給量,提高金屬切除率,延長(zhǎng)刀具壽命。氮化硅陶瓷刀具特別適合于切削加工各種鑄鐵和高溫合金等,但不能加工產(chǎn)生長(zhǎng)屑的鋼材。

  總而言之,隨著特種陶瓷材料研變與開(kāi)發(fā)工作的不斷深入,陶瓷刀具在金屬切削加工業(yè)中的應(yīng)用比例不斷擴(kuò)展。隨著航空、航天工業(yè)的發(fā)展要求,必須滿足提高Ti合金和Ni基高溫合金等工件材料切削效率的要求,特種陶瓷刀具材料將會(huì)作出更大的貢獻(xiàn)。

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