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氮化硅陶瓷刀具的性能 姓名：何健楠 学号：3108007699 摘要：氮化硅陶瓷材料是新型刀具材料，其优良的切削性能解决了超硬材料的加工难题，它的使用提高了生产效率，降低了加工成本，有广泛的应用前景。本文介绍了氮化硅陶瓷刀具的切削性能、切削用量的选择及应用。 关键字：氮化硅陶瓷刀具；切削加工；性能 Abstract:As a new type tool material,the excellent capabilities of silicon nitride ceramics cutting toolsravel out many cutting problems of suoer hard materials.The use of it improves the productivity and reduces the cutting cost greatly.It has a broad foreground of applications.The cutting performances,the choices of machining param- eters and the uses of silicon nitride ceramics cutting tools are introduced. Key words:silicon nitride ceramics cutting tools;machining.performance 0 引言 陶瓷刀具具有优良的耐热性、耐磨性、化学稳定性和高硬度，可以加工硬度高（约HRC65）的各种材料，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。 一氮化硅（Si3N4）陶瓷刀具 由于纯Si3N4陶瓷刀具在切削长切屑金属（如软钢）时极易产生月牙磨损，所以新一代Si3N4陶瓷刀具全是复合Si3N4陶瓷刀具。 （1）Si3N4—TiC—Co复合陶瓷刀具其韧性好玩抗弯强度高于纯Si3N4陶瓷刀具，硬度略有升高；热导率也比纯Si3N4陶瓷刀具高，所以在实际应用中比较广泛。 （2）Si3N4晶须增韧陶瓷刀具通过在Si3N4基体中加入一定量的碳化物晶须，从而提高陶瓷刀具的断裂韧性。 （3）Si3N4—Al2O3—Y2O3复合陶瓷刀具以Si3N4为硬质相、Al2O3为耐磨相，并添加少量的助烧结剂，Y2O3经热压烧结而成，常称赛隆（sialon）。 二氮化硅陶瓷刀具的优点1、 硬度高，一般为HRA93-94.因此耐磨性好.可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料，例如硬度达HRC65的各类淬硬钢和硬化铸铁。因而可免除退火加工所消耗的电力；并因此也可提高工件的硬度，处长机器设备的使用寿命； 　　2、 不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工； 　　3 陶瓷刀片切削时与金属摩擦力小.切削不易粘接在刀片上.不易产生积屑瘤.加上可以进行高速切削.所以在条件相同时.工件表而粗糙度比较低。 4、 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数，保证被加工工件的小锥度和高精度；5、 耐高温.红硬性好.可在.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬质合金高很多。可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀具高3-10倍，达到节约工时、电力、机床数3070%或更高的效果； 6、氮化硅陶瓷刀具主要原料是自然界很丰富的氮和硅.用它代替硬质合金.可节约大量W ,Co ,Ta和Nb等重要的金属。（1）切削深度ap的选择 用陶瓷刀具加工时，为了缩短加工时间，应尽可能选择较大的切削深度，以便在一次走刀后切去大部分余量。由于切削深度受机床功率和工艺系统刚性的限制，一般粗加工钢和铸铁时，允许的最大切削深度为2～6mm，通常取ap1.5mm；精加工时取ap0.5mm；加工淬硬钢时，一般都是半精加工或精加工，余量和切削深度较小。当工艺系统刚性比较差时，应选取较小的切削深度，否则容易引起振动，使刀片破损。 　　（2）进给量f的选择合理选择进给量是成功应用陶瓷刀具的关键。进给量主要受陶瓷刀片强度及工艺系统刚性的影响，精加工时还要受被加工表面粗糙度的影响。因为陶瓷刀片的强度比硬质合金刀片低，所以进给量也应低些。一般可预选得小一些，通过实践逐步增加。精车普通钢和铸铁，进给量f选取为0.10～0.75mm/r；精加工选取f=0.05～0.25mm/r，端铣时可选取每齿进给量af=0.1～0.3mm/z。加工淬硬钢时根据硬度不同而选取不同的进给量，一般车削选取f=0.1～0.3mm/r；端铣选取每齿进给量af=0.05～0.15mm/z。进给量对刀具破损的影响比切削速度大，选取较小的进给量，有利于防止或减少刀具的破损，因此，对于陶瓷刀具应选用