现代陶瓷刀具材料

文章回顾了现代陶瓷刀具材料的发展，强调了显微结构对刀具材料的机械性能和使用性能的影响，全面介绍了各种陶瓷刀具材料的组织和性能特点以及在高速切削加工时如何正确地选择和使用陶瓷材料。     

粉末表面涂层陶瓷的硬质合金刀具材料

使用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷,涂层粉末经热压烧结后,制得一种新型的涂层刀具材料,这民具材料的耐磨性与陶陶瓷材料接近,并且具有较高的强度和韧性,在切削高硬度材料时表出良好性能,具有广阔的应用前景。     

Sialon复相陶瓷刀具材料的研制

本文在相关研究与组份设计的基础上，研制成β－Ｓｉ３Ｎ４／α－Ｓｉａｌｏｎ与α‘－β’－Ｓｉａｌｏｎ两种复相陶瓷，对这两种材料进行了力学与热学等性能以及力学性能与显微结构关系研究。并以国产原料与德国ＳｔａｒｃｋＬＣ－１２原料，采用ＧＰＳ与ＨＰ烧成工艺制成刀片，作了金属切削加工对比试验。     

多相复合陶瓷刀具材料的设计与制备

陶瓷材料的多相复合与计算机辅助设计是２１世纪先进陶瓷材料的重要发展趋势,章采用理论与实验相结合的方法,建立了多相复合陶瓷刀具材料力学性能与材料组分之间关系的数学模型,采用计算机辅助优化设计技术求得材料的最优组分,在此基础上,利用热压技术制得一种Ａl2O3-SiC-(W,Ti),Ｃ多相复合陶瓷刀具材料,该材料具有良好的综合力学性能。     

先进陶瓷刀具材料的发展与应用

先进陶瓷刀具材料具有耐高温、耐磨损、抗氧化等优良特性。在高速切削加工中得到了广泛的应用,本文介绍了国内外先进复合陶瓷刀具材料的性能和发展状况,针对陶瓷刀具材料的强度低和脆性大的缺点,阐述了目前比较常用的几种陶瓷刀具材料的增韧手段和机理以及先进陶瓷刀具的应用现状。     

硬质合金粉末表面涂层陶瓷的刀具材料研制

用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷，涂层粉末经热压烧结后制得一种新型的涂层刀具材料。这种刀具材料的耐磨性与陶瓷材料接近，并且具有较高的强度和韧性，在切削高硬度材料时表现出良好性能，具有广阔的应用前景。     

陶瓷刀具的磨损机理

使用陶瓷刀具进行了连续切削试验，试件材料为ＡＩＳＩ１０４０钢，切速范围从５ｍ／ｓ到１１ｍ／ｓ，对前、后刀面的磨损机理进行了研究。结果表明亚微细粒的氧化锆韧化氧化铝组织有最高的耐磨性。而掺入了碳化钛（ＴｉＣ）、氮化钛（ＴｉＮ）和氧化铬（ＺｒＯ２）的氧化铝组织相比之下耐磨性要低一些。化学稳定性低似乎是碳化硅晶须强化的氧化铝、氮化硅和碳化钨类陶瓷性能不良的原因。     

新型复相陶瓷刀具材料的研制及切削可靠性研究

研制成功了国内外尚属空白的新型陶瓷刀具材料——碳化硅晶须(SiCw)增韧和碳化硅颗粒(SiCp)弥散补强Al_2O_3陶瓷刀具材料JX-2系列,其硬度为93.5～94.8HAA,抗弯强度为650～750MPa,断裂韧性为7.5～8.5MPa·m~(1/2),并且具有导热性好和成本低等优点。 对原料组分和热压烧结工艺进行了优化设计;证实了晶须和颗粒具有增韧补强的协同作用,根据能量耗散理论,建立了晶须桥联、拔出、裂纹偏转和微裂纹增韧的理论模型;详细研究了该陶瓷刀具材料的界面力学行为及其与材料力学性能的关系,研究了材料的界面作用机理;建立了Al_2O_3/SiCw/SiCp系陶瓷刀具材料界面结合强度L_f和断裂韧性K_(IC)的关系模型,据此可以实现复合陶瓷刀具材料的组分优化设计,缩短复合材料的研制时间。 深入研究了新型复相陶瓷刀具材料的切削性能及其磨损破损机理,并对刀具热磨损和热破损的机理进行了强激光热模拟;研究了该刀具材料力学性能、界面结合强度和刀具破损寿命的随机性,它们的分布规律均较好地服从威布尔分布,首次提出了用界面结合强度评价JX-2陶瓷刀具破损可靠性的新方法。     

多相复合陶瓷刀具材料残余热应力的有限元模拟

以SiC和(W,Ti)C颗粒增强Al₂O₃多相复合陶瓷刀具材料为基础,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果发现,单元模型取法、弥散相颗粒大小、分布及其含量均对多相复合陶瓷刀具材料中的残余热应力有较大影响。基体内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和范围的压应力区,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明,残余热应力的存在与材料的力学性能和微观结构有着密切的关系。      

基于高抗热震性能的陶瓷刀具材料的微观结构设计

本文以现有的抗热震断裂和抗热震损伤的评价理论为基础，通过对材料中微裂纹的长度进行预测，从而实现了对陶瓷刀具材料的抗热震性能的微观结构设计。根据此理论对现有材料的抗热震性能的进行预测，预测结果与实际的测量结果相符，验证了该理论的正确性。     

新型陶瓷刀具材料的热应力分析

运用有限元方法计算了梯度功能陶瓷刀具ＦＧ－２内的热应力,计算结果表明,在高速切削条件下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具;同时进行的切削实验也表明在高速切削的条件下,ＦＧ－２的破损寿命明显好于ＳＧ－４．说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削．     

基于切削可靠性的新型陶瓷刀具材料的研制

建立了切削可靠性和刀具力学性能之间的关系模型,根据切削可靠性和断裂韧性的要求设计并制备出了颗粒和晶须协同增韧的陶瓷刀具JX-2,其力学性能与晶须增韧陶瓷刀具(JX-1)相当,但成本低,且抗扩散磨损的能力强.将JX-2、JX-1和硬质合金刀具YG6X进行对比切削电铸纯镍实验,JX-2的切削速度最高,磨损寿命最长,其抗磨损能力最强,是加工纯镍或高镍合金等材料的理想刀具.     

数控刀具材料的研究进展

数控刀具是数控加工技术中的重要基础装备之一,在保证制造技术的有效实施方面有着十分重要的作用。本文主要介绍数控机床刀具的分类、数控刀具材料的现状和发展趋势。     

新型切削刀具材料的最新进展

前言金属切削刀具是机械行业的基本生产手段之一,在机械加工行业中担负着切削加工工作,起着牙齿的作用,是机械行业的重要基础组成部分。用切削刀具加工的各种零部件在机械制造业中所占比例达70%左右。     

刀具材料发展分析

随着材料工业及精密机械工业的发展,精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多,超硬刀具材料的应用日益广泛。文章通过分析超硬刀具材料的发展状况,对主要品种的应用进行探讨。     

适于干式加工的刀具材料

适合于干式加工的刀具材料主要有硬质合金、陶瓷和多晶体氮化硼等。本文就将介绍涂层的硬质合金与金属陶瓷。除硬质的切削刀具材料外，涂地干式加工也有着决定性的影响。而对于不同的工件材料，使用不同的切削刀具材料，在车、拉、铣等加工工艺中的不同特性则是本文所描述的重点。还须说明的是，从湿式加工到干式加工的转换有时候并不需要补充费用的开支。     

基于耦合机制的宽温度自润滑陶瓷刀具材料

采用真空热压烧结工艺,制备TiB_2/(W,Ti)C/Ag(TWA)双润滑机制耦合从低温到高温均具有润滑性能的陶瓷刀具材料。X射线衍射(XRD)分析表明烧结过程中各组分化学相容性较好,断口形貌扫描电子显微镜(SEM)照片显示润滑剂Ag不仅能有效填充晶粒间隙,还能增强晶粒间黏结强度。以TiB_2/(W,Ti)C(TW)作为对比进行摩擦磨损实验,结果表明:室温下磨损表面均出现轻微机械犁沟,随着温度升高,TWA磨损表面形成富含润滑剂Ag的润滑膜,能有效减少摩擦系数与磨损量,400℃时其磨损量仅为TW磨损量的一半,TW、TWA主要磨损机制分别为磨粒磨损和黏结磨损。TiB_2在700℃原位生成的反应膜能提高复合材料减磨与耐磨性能,TW、TWA磨损机制主要为轻微磨粒磨损和氧化磨损。     

陶瓷刀具在机匣加工中的应用

陶瓷刀具是现代金属切削加工中的一种新型材料刀具。其切削加工效率为普通硬质合金的6¹0倍,本文主要通过陶瓷刀具在加工中的应用介绍陶瓷刀具的切削特点及应用。     

纳米陶瓷在包装刀具材料的应用技术（下）

（三）Si3N4／SiC／Al2O3／sic纳米复合材料 改善与提高陶瓷材料的强度和韧性是结构陶瓷研究的焦点，颗粒、纤维和晶须补强增韧是较普遍采用的方法，均取得一定进展。