金屬陶瓷刀片的由來及應用

金屬陶瓷材料的特點-----金屬陶瓷刀片

工業用金屬陶瓷材料具有復雜的化學成分。這種刀具材料是在TiC-TiN基體中加入作為結合劑的二次碳化物(如WC、Mo2C、TaC和Co- Ni)制成的。商品化的金屬陶瓷材料硬度很高，并具有可與硬質合金媲美的強度和韌性。隨著金屬陶瓷性能的不斷改進，它已成為一種很受歡迎的金屬切削刀具材料。

金屬陶瓷適用于各種鋼件和鑄鐵件的中等負荷加工、半精加工和精加工。當切削深度(ap)在2.5mm以下、每轉進給量(fn)在0.25mm/r以下、每齒進給量(fz)在0.20mm/齒以下時，金屬陶瓷刀具具有出色的切削性能。

金屬陶瓷可以切削加工各類鋼鐵材料(如碳素鋼、合金鋼、低碳鋼、鑄鋼、鑄鐵等)，也適用于某些加工方法(如車削、銑削和端面銑削)。根據其材料性質，金屬陶瓷非常適合高速切削，而不容易產生積屑瘤，這將確保用戶能獲得非常*確的加工結果。

金屬陶瓷材料本身具有很好的耐熱性和耐磨性，因此，與能夠長時間保持其物理形狀的硬質合金刀具相比，金屬陶瓷刀具可以相對更容易地長時間保持切削刃的鋒利性。與硬質合金刀具相比，金屬陶瓷刀具切削出的工件表面更光滑。

迄今，金屬陶瓷已被廣泛用于加工各種鋼件，而近年來，它又成為精密切削鑄鐵和球墨鑄鐵的*選刀具材料。加工鑄鐵時容易產生高頻振動，而其副作用則是產生破裂狀切屑，因為高頻振動會造成金屬陶瓷切削刃發生崩刃或破損。不過，如今的金屬陶瓷牌號都經過增韌補強，其韌性和強度足以在加工鑄鐵時保持切削刃的穩定性。

此外，無論是切削普通工件材料，還是加工各種合金鋼和硬度低于HRC45的淬硬鋼，金屬陶瓷都可以提供穩定的刀具壽命和良好的表面光潔度。作為當前切削加工的發展趨勢，經濟可行性和高速切削變得越來越重要，而金屬陶瓷刀具在大約500m/min的切削速度下，其刀具壽命能力可提高15分鐘以上，且刀具壽命更均衡。

金屬陶瓷刀片的由來及應用

金屬陶瓷用于切削刀具*早始于上世紀20年代對TiC化合物的試驗研究。上世紀50年代，TiC-Mo-Ni金屬陶瓷首次作為刀具材料用于鋼的高速精密切削。TiC基金屬陶瓷的一些優異特性(如高硬度、低比重和高溫下的化學穩定性)使其有可能成為WC基硬質合金的替代材料而倍受矚目。但在當時，TiC基金屬陶瓷并沒有作為一種工業切削刀具材料被廣泛應用，因為它雖然具有與硬質合金不相上下的高強度和高硬度，但其韌性比較差。

上世紀70年代，為了提高金屬陶瓷的韌性，改善其切削性能，人們進行了大量研究，*終開發出了一種韌性很好的細顆粒TiC-TiN基金屬陶瓷。從那時以來，金屬陶瓷在刀具開發中的應用日趨廣泛。金屬陶瓷材料非常適合精密切削加工和近凈成形加工，其應用范圍正在不斷擴大，并已成為一類基本的切削刀具材料。如今，這種材料在精密加工中顯示出優異的切削性能。WC是硬質合金的主要成分，被認為是一種具有戰略意義的原材料。隨著全球鎢價的急劇上漲，作為一種可部分替代硬質合金的刀具材料，金屬陶瓷正受到越來越多的關注。

正確選擇金屬陶瓷刀片

切削加工時，用戶必須精心選擇適當的金屬陶瓷刀片，因為其加工特點與涂層硬質合金大相徑庭。與涂層硬質合金不同，金屬陶瓷并不適合粗加工。當產生的切屑較大時，剪切作用和切削阻力會發生很大變化，這種連續沖擊會造成加工尺寸超差，并*終導致刀具破損。

此外，在大切深加工中，大切屑卷對刀具后面的沖擊會加劇刻劃磨損，從而損壞金屬陶瓷刀具。在切削難加工材料(如鎳基、鐵基和鈷基耐熱合金)時，更容易發生這種嚴重的刻劃磨損。因此，金屬陶瓷刀具不太適合切削難加工材料。由于這個原因，涂層硬質合金刀具比金屬陶瓷刀具更適合用于切削難加工材料和粗加工。表1比較了車削碳鋼時硬質合金、涂層硬質合金和金屬陶瓷的刀具壽命和切屑切除量。可以看出，由于高速切削的切屑切除量更大，因此具有更好的經濟性。與 CVD涂層硬質合金刀具一樣，金屬陶瓷刀具也是一種經濟性不錯的高速切削刀具。

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