现代刀具材料的发展动向

刀具材料对切削加工技术的进步具有决定性影响，本文介绍了近十余年来现代切削刀具材料的发展动向。     

现代新型刀具材料新发展

论述了刀具和刀具材料在人类历史发展中所起的重要作用．回顾了早期机械制造中曾经用过的刀具材料。重点阐述了现代军工产品加工中所用新型刀具材料（高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料）的化学成分、制造方法、性能和应用范围。对21世纪中刀具材料的发展动向也作出了预测与展望。     

高温合金切削刀具的研究现状及进展

高温合金具有较高的强度、抗高温氧化性等性能,被广泛应用于各种领域中,其加工时切削温度高、加工硬化严重、刀具磨损严重,是最难加工的材料之一。本文综述了国内外高温合金切削刀具的研究现状。阐述了高温合金的切削特性,重点对高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、PCVB这几类高温合金切削刀具材料的研究现状进行了分析;同时,也对国内外切削高温合金刀具的结构、切削加工工艺参数以及磨损机理的研究现状进行了概述。在此基础上,发现高温合金切削刀具虽然已经研发设计出了多种新刀具材料、新切削工艺参数,但仍然需要进一步了解影响刀具性能的因素及刀具磨损机理。因此,本文提出了建立评估刀具使用性能体系和研发高性能的刀具材料是高温合金切削刀具的主要研究方向。     

新型粉末涂层刀具及其切削性能研究

为了提高传统涂层刀具的抗磨损性能，利用溶胶-凝胶技术研制成功了两种新型粉末涂层陶瓷刀具。采用双相氧化铝——二氧化硅溶胶涂层后的TiC制备出了新型涂层刀具XFTC1，采用单相二氧化硅溶胶涂层后的TiC制备出了新型涂层刀具XFTC2。对两种材料断口形貌的SEM观察表明，硬质合金TiC颗粒表面被均匀地涂有一层氧化铝—二氧化硅或二氧化硅陶瓷材料，而且新陶瓷刀具材料具有均匀的微观组织结构。力学性能和切削实验表明，同普通刀片硬涂层刀具相比．XFTC1刀具具有很强的抗磨损能力；当加工中碳钢(45HRC)时，新型粉末涂层陶瓷刀具的磨损寿命比普通陶瓷刀具提高1倍，且新涂层材料的断裂韧性和抗弯强度分别提高了69～86％和5～15％。     

新型刀具材料与切削工艺的变革

本文采用大量的数据,对采用新型刀具材料及传统刀具材料时切削加工效率、质量及刀具寿命等技术与经济问题进行了对比分析,说明了新型刀具材料必然要取代传统刀具材料。新型刀具材料的应用将促进机床制造技术的不断革新、切削加工工艺的相互替代及切削加工工艺流程的变革。刀具材料的发展方向是:(1)开发含有氮化物的新型刀具材料;(2)发展涂层刀具;(3)改善刀具基体,采用细晶粒硬质合金来提高刀刃强度。高速—精密切削加工技术是切削加工技术发展的必须趋势。图2幅。     

高速钢刀具材料及热处理工艺选择

高速钢自诞生以来，作为机械加工中切削刀具的最基础用材料一直被广泛采用，目前，高速钢刀具仍占据着刀具市场的主导地位。尽管镶片硬质合金刀具、全磨制硬质合金刀具的发展十分迅速，但除车刀外，其它品种刀具仍以采用高速钢材料制造为主。高速钢按最终冶炼方法的不同可分为电孤炉冶炼高速钢、     

21世纪数控机床刀具材料的发展

论述数控机床刀具材料应具备的基本条件,介绍数控机床刀具材料的种类、特性和研究与应用等方面的内容,并阐述刀具材料的发展方向.     

中国未来刀具市场发展趋势展望

在数控机床已成为制造装备主流的今天,刀具行业肩负着为制造业提供关键装备——数控刀具的重任。制造业的加工技术水平受刀具行业整体水平的影响较大,而制造业的发展也会促进刀具行业的发展。罗百辉认为,未来多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流,面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。     

聚晶金刚石刀具磨损研究综述

研究刀具的磨损机理及磨损规律，对于改善切削加工的工艺参数，提高刀具的耐用度和加工生产率，研制新型的刀具材料以及合理地选择刀具材料，提高被加工工件的表面质量，具有一定的理论与实际意义，本文在国内外关于聚晶金刚石刀具磨损机理研究的基础上，详细阐述了聚晶金刚石刀具的磨损形态，磨损成因以及磨损规律，同时提出了该研究领域目前仍然存在急待解决的问题。     

硬质合金刀具材料发展现状与趋势

回顾了各种硬质合金刀具材料的基本性能和发展现状,并对各种刀具材料技术的研究成果及发展趋势进行了探讨,同时提出了今后的发展方向.     

Mechanical property and cutting performance of yttrium-reinforced Al2O3/Ti(C,N) composite ceramic tool material

Effects of yttrium on the mechanical property and the cutting performance of Al₂O₃/Ti(C,N) composite ceramic tool material have been studied in detail. Results show that the addition of yttrium of a certain amount can noticeably improve the mechanical property of Al₂O₃/Ti(C,N) ceramic material. As a result, the flexural strength and the fracture toughness amount to 1010 MPa and 6.1 MPam^1/2, respectively. Cutting experiments indicate that the developed ceramic tool material not only has better wear resistance but also has higher fracture resistance when machining hardened #45 steel. The fracture resistance of the yttrium-reinforced Al₂O₃/Ti(C,N) ceramic tool material is about 20% higher than that of the corresponding ceramic tool material without any yttrium additives.     

Wear behavior of Al2O3/Ti(C,N)/SiC new ceramic tool material when machining tool steel and cast iron

Design, fabrication and application of ceramic cutting tools are one of the important research topics in the field of metal cutting and advanced ceramic materials. In the present study, wear resistance of an advanced Al₂O₃/Ti(C,N)/SiC multiphase composite ceramic tool material have been studied when dry machining hardened tool steel and cast iron under different cutting conditions. Microstructures of the worn materials were observed with scanning electronic microscope to help analyze wear mechanisms. It is shown that when machining hardened tool steel at low speed wear mode of the kind of ceramic tool material is mainly flank wear with slight crater wear. The adhesion between tool and work piece is relatively weak. With the increase of cutting speed, cutting temperature increases consequently. As a result, the adhesion is intensified both in the crater area and flank face. The ceramic tool material has good wear resistance when machining grey cast iron with uniform flank wear. Wear mechanism is mainly abrasive wear at low cutting speed, while adhesion is intensified in the wear area at high cutting speed. Wear modes are dominantly rake face wear and flank wear in this case.     

DESIGN AND PROPERTIES OF A FUNCTIONALLY GRADIENT CERAMIC TOOL MATERIAL

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｇｒａｄｉｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＦＧＭ）ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎ１９８４,ｗｈｉｃｈｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｅａｔｓｈｉｅｌｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｓｐａｃｅｐｌａｎｅｐｒｏｇｒａｍｍｅ,ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｎＦＧＭｃｈａｎｇｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙｆｒｏｍｏｎｅｓｕｒｆａｃｅｔｏｔｈ…     

陶瓷刀具材料的研究进展

阐述了Al2O3系和Si3N4系陶瓷刀具材料的研究现状和应用情况,并对先进陶瓷刀具材料和涂层陶瓷刀具材料的研究现状进行了概述。分析了其研究思路,指出纳米改性、纳米复合、超细晶粒材料和优化组分、多相复合增韧补强是提高陶瓷刀具韧性的主要方法。     

高速切削加工刀具材料

介绍了高速切削加工技术及模具高速切削所使用的陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具、涂层刀具的性能特点及应用,探讨了模具高速切削刀具材料的发展方向.     

新型陶瓷工具LD-1的抗破损性能研究

研究了新型陶瓷工具LD－1端铣淬硬钢时的抗破损性能。结果表明：热裂纹是造成刀具破损的重要原因之一。这种刀具材料的抗破损性能明显优于其它Al2O3－TiC系陶瓷刀具材料。     

陶瓷刀具的断裂韧性及其统计特性分析

实验研究了新型陶瓷刀具材料的断裂韧性及其统计特性。线性回归分析和K—S分布拟合检验的结果表明：该陶瓷刀具材料的断裂韧性很好地服从三参数Weibull分布。并进一步建立了断裂韧性尺寸效应的统计模型。     

陶瓷刀具材料的种类与应用

陶瓷刀具材料是一种先进的切削刀具材料 ,由于其优良的切削性能和高的性能价格比而受到了人们的青睐。文中介绍了陶瓷刀具材料的的种类、牌号及其合理使用方法。     

High performance grinding of zirconium oxide (ZrO2) using hybrid bond diamond tools

Hybrid bond (metal–ceramic) diamond tools are proposed for grinding zirconium oxide used in medical implants. Compared to conventional grinding tools, material removal rates and tool life time are drastically increased without deterioration in mechanical properties of the workpiece. This is achieved within a selected process window in combination with an elaborate oil cooling system, where material removal is mainly occurring within the ductile cutting mode. Self-sharpening effect of the tool can be observed and the dressability of the tool further improves the grinding performance.     

仿生结构复合陶瓷刀具材料力学性能及显微结构

针对不同烧结条件及TiC/WC组分比,采用热压烧结工艺制备出三层仿生结构复合陶瓷刀具材料。测试了仿生结构复合陶瓷材料力学性能,并对材料断口形貌和裂纹扩展进行了观察分析。结果表明：仿生结构复合陶瓷刀具材料抗弯强度达870 MPa,维氏硬度达21.83 GPa,断裂韧性达7.56 MPa?m_1/2,比SG4均质陶瓷刀具材料性能有所提高。断口形貌显示仿生结构复合陶瓷刀具材料较SG4均质刀具材料晶粒细密,晶粒尺寸呈现多尺度特征。材料断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂混合型。仿生结构复合陶瓷材料表面裂纹扩展呈现偏转和分叉。裂纹穿过材料界面扩展时有明显偏转现象。