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C 刀具應用 UTTING TOOLS APPLICATION 金屬陶瓷材料異軍突起
切削加工刀具挑（tiāo）戰未來 ( 下（xià） )
■ 文 / 肖永（yǒng）清
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3.金（jīn）屬陶瓷刀的發展是切（qiē）削加工領域
的又一次革命（mìng）
陶瓷（cí）材料是 21 世紀最有希望、最有競（jìng）爭力
的刀（dāo）具材料，它的發展將有可能（néng）引起切削（xuē）加工領
域的又（yòu）一（yī）次革命。雖然人們在嚐試過程中獲得（dé）了
一些經驗，但還需要（yào）進一步試驗拓寬加工材料的
品種，隻有掌握好（hǎo）陶瓷刀具的性能，才能更好地
應用於（yú）高溫合金（jīn）的加工（gōng）。
在航空發動（dòng）機製造行業， 材料（liào）性能不斷提升，
難加工材料（高溫合金）的（de）數控加工技術已經成
為行業內普遍關注的問題。陶瓷刀具材料具（jù）有硬 使切削熱量不斷聚積，切削區溫度升高（gāo），軟化（huà）切
度高、耐磨性能和耐熱性能好、化學穩定性優良、 屑，使切削變得很容（róng）易。盡管陶瓷材料與硬質合
不易與金屬產生粘結的特點，已成為（wéi）高速切削高 金材（cái）料相比，其韌性與耐磨性相差很多，但其高
溫合金的主要刀（dāo）具材料之一。而且陶瓷刀具的最 溫穩定性是硬質合金刀具（jù）遠達不到的。因此，提
佳切（qiē）削速度比硬質（zhì）合金刀具（jù）高 8~10 倍，能夠大（dà） 高線速度是（shì）增（zēng）加切（qiē）削區（qū）溫度最有效（xiào）的方法（fǎ）。理論（lùn）
幅度提高切削效率。 上說，陶瓷刀具（jù）的切削速度（dù）和金屬去除率應是硬
早在 20 年前發達國家的航空發動機企業就 質合金刀具的 5~10 倍甚（shèn）至更多。
開始（shǐ）用采陶瓷刀具加工高溫合金材料。陶瓷材料（liào） 金屬陶瓷材料在鋼材（cái）切削中具有優（yōu）異耐（nài）磨
最大特點就是熔點高，1200℃時（shí）硬度不會下降（jiàng） 性、高韌性和良好的抗塑性變形能力，促進了金
很多，是一種非常理想的取代硬質合金刀具實現 屬陶瓷的發展。目前（qián），在歐（ōu）美日市售的金屬陶瓷
高速切削的材料。而在我國，由（yóu）於種種原因，此 絕大部分均是以 Ti(C,N) 基為基礎的金屬陶（táo）瓷。
類刀（dāo）具（jù）的使用還（hái）未廣泛普及。切削加工中的切屑 瑞典山特維克公司開發了的無鎳金屬陶瓷，它具
成型是一（yī）種典（diǎn）型的大變形過程 , 涉及到材料非線 有環保（bǎo）、耐衝擊、耐磨和抗塑變（biàn）特性，主要應（yīng）用（yòng）
性、幾何非線性以及邊界非線性問題 , 在高速（sù）切 於軟鋼材、不鏽鋼和鑄鐵的精加工、超精車、高
削過程中（zhōng）還涉及到熱力藕合問題。 速小切深，實現高光（guāng）潔度（dù）表麵和嚴格尺寸公（gōng）差。
應用陶瓷刀具實現高速（sù）切削的核心，就是要 目前，作為功能材料的金屬陶瓷發展主要集中以
充分利用陶瓷材料的高溫特性，提高切削速度， 下（xià）幾個方麵 : 一是超細晶粒（lì）和納米級金屬陶瓷。 ·72· 第08期 數控機（jī）床市場