金属陶瓷刀片的由来及应用

金属陶瓷材料的特点-----金属陶瓷刀片

工业用金属陶瓷材料具有复杂的化学成分。这种刀具材料是在TiC-TiN基体中加入作为结合剂的二次碳化物(如WC、Mo2C、TaC和Co- Ni)制成的。商品化的金属陶瓷材料硬度很高，并具有可与硬质合金媲美的强度和韧性。随着金属陶瓷性能的不断改进，它已成为一种很受欢迎的金属切削刀具材料。

金属陶瓷适用于各种钢件和铸铁件的中等负荷加工、半精加工和精加工。当切削深度(ap)在2.5mm以下、每转进给量(fn)在0.25mm/r以下、每齿进给量(fz)在0.20mm/齿以下时，金属陶瓷刀具具有出色的切削性能。

金属陶瓷可以切削加工各类钢铁材料(如碳素钢、合金钢、低碳钢、铸钢、铸铁等)，也适用于某些加工方法(如车削、铣削和端面铣削)。根据其材料性质，金属陶瓷非常适合高速切削，而不容易产生积屑瘤，这将确保用户能获得非常*确的加工结果。

金属陶瓷材料本身具有很好的耐热性和耐磨性，因此，与能够长时间保持其物理形状的硬质合金刀具相比，金属陶瓷刀具可以相对更容易地长时间保持切削刃的锋利性。与硬质合金刀具相比，金属陶瓷刀具切削出的工件表面更光滑。

迄今，金属陶瓷已被广泛用于加工各种钢件，而近年来，它又成为精密切削铸铁和球墨铸铁的*选刀具材料。加工铸铁时容易产生高频振动，而其副作用则是产生破裂状切屑，因为高频振动会造成金属陶瓷切削刃发生崩刃或破损。不过，如今的金属陶瓷牌号都经过增韧补强，其韧性和强度足以在加工铸铁时保持切削刃的稳定性。

此外，无论是切削普通工件材料，还是加工各种合金钢和硬度低于HRC45的淬硬钢，金属陶瓷都可以提供稳定的刀具寿命和良好的表面光洁度。作为当前切削加工的发展趋势，经济可行性和高速切削变得越来越重要，而金属陶瓷刀具在大约500m/min的切削速度下，其刀具寿命能力可提高15分钟以上，且刀具寿命更均衡。

金属陶瓷刀片的由来及应用

金属陶瓷用于切削刀具*早始于上世纪20年代对TiC化合物的试验研究。上世纪50年代，TiC-Mo-Ni金属陶瓷首次作为刀具材料用于钢的高速精密切削。TiC基金属陶瓷的一些优异特性(如高硬度、低比重和高温下的化学稳定性)使其有可能成为WC基硬质合金的替代材料而倍受瞩目。但在当时，TiC基金属陶瓷并没有作为一种工业切削刀具材料被广泛应用，因为它虽然具有与硬质合金不相上下的高强度和高硬度，但其韧性比较差。

上世纪70年代，为了提高金属陶瓷的韧性，改善其切削性能，人们进行了大量研究，*终开发出了一种韧性很好的细颗粒TiC-TiN基金属陶瓷。从那时以来，金属陶瓷在刀具开发中的应用日趋广泛。金属陶瓷材料非常适合精密切削加工和近净成形加工，其应用范围正在不断扩大，并已成为一类基本的切削刀具材料。如今，这种材料在精密加工中显示出优异的切削性能。WC是硬质合金的主要成分，被认为是一种具有战略意义的原材料。随着全球钨价的急剧上涨，作为一种可部分替代硬质合金的刀具材料，金属陶瓷正受到越来越多的关注。

正确选择金属陶瓷刀片

切削加工时，用户必须精心选择适当的金属陶瓷刀片，因为其加工特点与涂层硬质合金大相径庭。与涂层硬质合金不同，金属陶瓷并不适合粗加工。当产生的切屑较大时，剪切作用和切削阻力会发生很大变化，这种连续冲击会造成加工尺寸超差，并*终导致刀具破损。

此外，在大切深加工中，大切屑卷对刀具后面的冲击会加剧刻划磨损，从而损坏金属陶瓷刀具。在切削难加工材料(如镍基、铁基和钴基耐热合金)时，更容易发生这种严重的刻划磨损。因此，金属陶瓷刀具不太适合切削难加工材料。由于这个原因，涂层硬质合金刀具比金属陶瓷刀具更适合用于切削难加工材料和粗加工。表1比较了车削碳钢时硬质合金、涂层硬质合金和金属陶瓷的刀具寿命和切屑切除量。可以看出，由于高速切削的切屑切除量更大，因此具有更好的经济性。与 CVD涂层硬质合金刀具一样，金属陶瓷刀具也是一种经济性不错的高速切削刀具。

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