技术创新助推新型陶瓷刀具在机加工中的应用优势凸显

随着新技术革命的发展,要求不断提高切削加工生产率和降低生产成本,特别是数控机床的发展,要求开发比硬质合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。针对新型陶瓷切削刀具的应用前景广阔,分析了切削刀具材料的种类及其特点,研究了新型陶瓷切削刀具的性能突显,介绍了新型陶瓷切削刀具运用实例,提出了陶瓷切削刀具材料的研发应用方向。     

Al2O3／SiCW陶瓷刀具材料中晶须的取向对其力学和切削性能的影响

Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣＷ陶瓷刀具材料由于热压过程的影响，造成晶须在基体中定向排布于垂直热压方向的平面上，因此不同方向的补强、增韧效果有所差异。本工作测量了Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣＷ陶瓷刀具材料不同方向上的断裂韧性和抗弯强度，分析了晶须的取向对该陶瓷刀具材料力学性能的影响。切削试验表明晶须的取向对晶须增韧陶瓷刀具材料的磨损和破损性能有较好的影响。根据切削加工过程中刀具的受力特点，提出了有利于切削加工的刀具前、     

新型陶瓷刀具

刀具的性能是影响切削加工效率、精度、表面质量等的决定性因素之一。在现代化加工过程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技术；随着现代科学技术和生产的发展，越来越多地采用超硬难加工材料，以提高机器设备的使用寿命和工作性能。而陶瓷刀具则以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和难加工材料方面显示了传统刀具无法比拟的优势。新型陶瓷刀具更由于有很高的硬度（HRA93～95），从而可加工硬度高达HRC65的各类难加工材料，免除退火加工所消耗的电力和时间；可提高工件硬度，延长机器设备的使用寿命。陶瓷刀具的主要原料Al、O和Si是地壳中最丰富的成分，可以说是取之不尽，用之不竭的，因此新型陶瓷刀具的应用前景十分广阔。     

陶瓷刀具材料及应用技术

陶瓷刀具具有优良的切削性能，在金属切削加工中越来越受到重视。本文对陶瓷刀具的种类、性能和应用进行了论述，并指出陶瓷刀具材料的发展方向。     

新型刀具材料——陶瓷

介绍了陶瓷刀具材料的种类和发展过程、陶瓷刀具材料的性能和应用范围，并列入一些切削试验数据。     

陶瓷材料在机械工程中的应用

1 用陶瓷材料制造切削刀具 在金属材料机械加工中，切削加工是最基本、最可靠的精密加工手段，刀具材料的性能对切削加工效率、精度、表面质量、刀具寿命有着决定性的影响。在现代切削加工中，陶瓷刀具材料以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和切削难加工材料方面扮演着越来越重要的角色。     

浅析陶瓷刀具高速切削可靠性的影响因素

简要介绍了影响陶瓷刀具高速切削可靠性的几种因素，阐明了陶瓷刀具与被加工材料的匹配性要求和陶瓷刀具几何角度的选择，以充分发挥陶瓷刀具的工效高、使用寿命长和加工质量好等优点。     

新型陶瓷刀具的应用研究

本文详细研究了新型陶瓷刀具APW（Al2O3／SiCw／SiCp）系列的切削性能．研究结果表明：在加工不锈钢时,APW3的抗磨损能力好于APW1,而JX—1最差;在高速湿切削高温镍基会金Inconel718（GH169）时,APW1的抗磨损能力好于JX－1,而硬质合金刀具YG8（K30）最差;高速切削时必须使用切削液,由于切削温度对工件材料加工硬化和高温镍基合金Inconel718强度屈服拐点的影响而存在一个最佳的切削速度范围。     

晶须含量对Al2O3＋SiCw陶瓷刀具切削加工时磨损和破损的影响

晶须含量不同将影响到Ａｌ＿２Ｏ＿３３＋ＳｉＣ＿ｗ陶瓷刀具材料的力学性能，由此将进一步影响到该刀具材料切削加工时的抗磨损和破损性能。本文试验了不同晶须含量的Ａｌ＿２Ｏ＿３＋ＳｉＣ＿ｗ陶瓷刀具在连续切削时的抗磨损性能和断续切削时的抗破损性能。结果表明，晶须含量对该刀具材料的磨损和破损有很大的影响。因此在实际应用中应根据刀具损坏方式的不同分别选用不同晶须含量的Ａｌ＿２Ｏ＿３＋ＳｉＣ＿ｗ刀具材料，以充分发挥该刀具材料的增韧补强效果。     

Si3N4陶瓷刀具在切削淬硬钢时的磨损行为

采用两种Ｓｉ２Ｎ４刀具在普通车床上对ＣｒＷＭｎ和４５钢进行切削试验，并用ＳＥＭ，ＥＤＡＸ，ＸＰＳ等方法对刀具的磨损进行分析。结果指出：试验的陶瓷刀具材料在切削不同淬硬钢时均存在最佳切削速度。在ＦＤ０１相比，ＦＤ０２陶瓷刀具有更佳的切削性能，最佳切削速度可提高７８％。在最佳速度以下切削，刀具侧面将发生粘着磨损；在最佳速度以上，则被加工材料产生微区熔化，导致材料大面积转移，发生剥层磨损，最佳速度以下切     

磁化高速钢刀具的磨损性能研究

本文对非磁化和磁化高速钢刀具分别切削大理石和45号钢时的磨损性能进行了试验研究,研究了磁化对刀具抗磨损能力的影响规律,并初步探讨了刀具的磁化机理。     

高速切削关键技术

论述了高速切削的高速主轴单元、高速进给系统、高速CNC控制系统、高性能刀具系统、机床支承技术、辅助单元技术以及高速切削加工理论等高速切削的关键技术的现状与最新进展。     

硬质合金粉末表面涂层陶瓷的材料

利用溶胶－凝胶法在ＴｉＣ粉末,（Ｗ,Ｔｉ）粉末表面涂层Ａｌ２Ｏ３陶瓷,通过热压烧结制得了两种新型涂层的刀具材料（ＦＴＣ１和ＦＴＣ２）,粉末涂层材料ＦＴＣ１和ＦＴＣ２的力学性能满足刀具材料的使用要求。利用扫描电镜观察发现基体粉末表面较均匀地涂覆了一层α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷,并对材料的力学性能和微观结构进行了分析。     

高速切削技术及其在模具制造中应用

论述了高速切削的概念和优越性以及高速切削技术的发展现状，并分析了高速切削技术在模具制造中的应用及高速切削机床发展趋势。     

CFRP旋刨刀具钻孔的可行性实验研究

CFRP是典型的难加工材料,特别是钻削直径d≥8 mm的孔。探究性设计了一种新型钻削CFRP的旋刨刀具,基于对旋刨刀刀具、麻花钻、套料钻进行的钻削实验,在不同的主轴转速和进给速度下,得到三种刀具轴向力的大小,然后利用MATLAB分别拟合出三种刀具的经验公式,并分析对比不同的转速和进给速度下轴向力对三种刀具的影响。结果表明旋刨刀刀具对CFRP制孔效果更优。     

现代陶瓷刀具材料的发展

刀具材料的发展经历了工具钢、高速钢、金属陶瓷、陶瓷和超硬材料五个阶段,精密加工脆性和高硬度的材料促进了刀具材料的不断发展。     

新型陶瓷刀具的机械应力分析

计算了梯度功能陶瓷刀具和普通陶瓷刀具内的最大Mises应力，最大剪应力和最大拉应力。在低速切削时梯度功能陶瓷和普通陶瓷刀具内机械应力场基本相同，前刀面的破损形式基本一样。     

粉末涂层陶瓷材料的切削性能及磨损机理

对粉末涂层陶瓷材料FTC1和FTC2的切兴旺性能进行了实验,并对其磨损机理进行了探讨。实验证明FTC1和FTC2完全可以作为刀具材料使用,并且在中低速度下切削调质45号钢和淬硬T10A工具钢时,FTC1和FTC2具有比YB01更好的切削性能。在切削淬硬T10A工具钢时,YB01的后刀面有明显的塑性磨损特征,而FTC1的后刀面的磨损主要是磨粒磨损和粘结磨损,FTC2的后刀面挤压磨损特征较明显。     

Effects of tool coating materials and coating thickness on cutting temperature distribution with coated tools

Coated tools are currently widely used tool technology in machining. The influence of tool coating on heat transfer has become an active field of research enjoying constantly increasing attention in the field of machining. This paper is devoted to the cutting temperature in machining H13 hardened steel with monolayer coated tools (TiN, TiAlN, and Al₂O₃) and multilayer coated tools (TiN/TiC/TiN and TiAlN/TiN). Equivalent composite thermal conductivity and thermal diffusivity of multilayer coated tools were calculated using the equivalent approach. The established heat transfer analytical models estimated coating temperature in turning. The effect of tool coating in steady and transient heat transfer was studied, as well as the cutting temperature distribution. It reveals that the tool coating material and coating thickness can influence the cutting temperature distribution of coated tool. Thermal conductivity of coating material affects the steady cutting temperature distribution, and thermal diffusivity of coating material affects the transient cutting temperature distribution of coating tools.     

工程陶瓷切削加工技术研究

工程陶瓷因其具有的优良特性广泛应用于诸多行业中。本文概述了工程陶瓷切削机理,分析了几何形状、刀具前角、切削刃钝圆半径等刀具参数和切削速度、进给量、切削深度、冷却润滑等加工工艺对切削过程的影响,指出高效加工是工程陶瓷切削加工技术的发展方向。