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陶瓷刀具材料的新进展与应用
作者:Xyzd999 出处: 加入时间:2010-01-11 点击数:
 
 

氧化铝—氮化物、硼化物金属复合陶瓷刀具:此种陶瓷刀具材料基本性能与加工范围与Al2O3一碳化物金属陶瓷材料相当,不过由于以氮化物、硼化物取代TiC,如Al2O3-TiN, Al2O3-Ti(C,N),Al2O3-TiB2,因此它具有更好抗热震性能与更适用于间断切削。但其抗弯强度与硬度都比添加TiC金属陶瓷低一些,对它研究与开发仍继续。
SiC晶须增韧Al2O3陶瓷刀具:SiC晶须加入使Al2O3基陶瓷断裂韧性提高两倍多,同时保留了很高硬度,目前这种陶瓷刀具可用于淬硬钢、工具钢、冷硬铸铁镍基合金加工。如肯纳刀具公司KY4300为SiC晶须增韧Al2O3陶瓷刀具,具有良好韧性,可用于加工高温合金高硬度铸造材料。
AlON基陶瓷:氮氧化铝(AlON)基体添加碳化硅晶须,可使氮氧化铝陶瓷基体得到加强。对于传统高温合金精加工而言,这种刀具材料具有强韧性、抗磨损性抗热冲击性三者完美结合。与碳化硅晶须增强氧化铝基陶瓷相比,经碳化硅晶须增强氮氧化铝陶瓷已被证明可以提高其抗破损能力。
氮化硅系陶瓷刀具材料
单一Si3N4陶瓷刀具:此类陶瓷刀具主要以MgO为添加剂热压陶瓷。由于Si3N4陶瓷以共价键结合,晶粒长柱状,因此有较高硬度、强度断裂韧性,其硬度为91~93HRA,抗弯强度为0.7~0.85GPa,耐热性可达1300~1400℃,具有良好抗氧化性。同时它有较小热膨胀系数(=3×10-6/℃),所以有较好抗机械冲击性抗热冲击性。Si3N4刀具适合于铸铁、高温合金粗精加工、高速切削重切削,其切削寿命比硬质合金刀具高几倍至十几倍。此外,Si3N4陶瓷有自润滑性能,摩擦系数较小,抗粘接能力强,不易产生积屑瘤,且切削刃可磨得锋利。能加工出良好表面质量,特别适合于车削易形成积屑瘤工件材料,如铸造硅铝合金等,汽车发动机铸铁缸体等加工应用越来越普遍。
复合Si3N4陶瓷刀具:单一Si3N4陶瓷硬度并不特别高(HRA92.5),加工硬度较高工件时,如冷硬铸铁(HS65~80)、高铬铸铁(HS80~90)等,单一Si3N4陶瓷刀具耐用度较低,为改善其耐磨性,加人TiCN、TiCN-TiN作为硬质弥散相,以提高刀具材料硬度,同时保留较高强度断裂韧性,称为复合氮化硅陶瓷刀具。与单一Si3N4陶瓷刀具相比,复合氮化硅陶瓷刀具抗氧化能力、化学稳定性、抗蠕变能力耐磨性都有了很大提高,且易于制造烧结。

 
 
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