Tib２-B4C陶瓷刀具切削Ｉnconel 718合金的切削（xuē）性能與磨（mó）損機製
2020-4-8 來（lái）源： 廣東工業大學機電工程學院 作者：譚大旺，郭偉明，吳利翔，曾令（lìng）勇，林華泰
摘要：采用熱壓燒結法製備了組成 （體積（jī）分（fèn） 數，下同）為８０％ＴｉＢ２－２０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ２）和 ２０％ＴｉＢ２－８０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ８）的陶（táo）瓷並製（zhì）成刀具，分（fèn）別在切削速度（dù）為５０ ｍ·ｍｉｎ－１和 １５０ ｍ·ｍｉｎ－１下 對Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金進行切削（xuē）加工，研究（jiū）了陶瓷刀具的切削性能和磨損機製，並與 ＹＧ 硬質合金刀具（jù）的進行了對比。結果表明：ＴＢ２ 陶瓷的抗彎強度和維氏硬（yìng）度均低於 ＴＢ８ 陶（táo）瓷的（de），但斷裂（liè）韌度比ＴＢ８陶瓷的高約２６％；在兩種切削速度下，ＴＢ２陶瓷刀具的（de）壽命最長，約為 ＴＢ８陶瓷刀具和 ＹＧ硬質合（hé）金刀具的２倍；ＴＢ２陶瓷刀具後刀麵（miàn）和刀尖的磨損機製主要為黏結磨損，邊界溝槽的形成機製主要為輕微崩刃和冷焊層剝落；ＴＢ８陶瓷刀具後刀麵和刀尖的磨損機製主（zhǔ）要為崩刃，邊界（jiè）溝槽的形成機製主要為崩刃（rèn）和冷焊層成片（piàn）剝落（luò）。
關鍵詞：ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 陶瓷；刀具；Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金；切削性能；磨損機製
０ 引言
鎳基高溫合金具有優異的高溫強度、化學穩（wěn）定（dìng）性、耐腐蝕性、抗（kàng）熱震性等性能，廣泛（fàn）應用於航空航（háng）天、能源（yuán）和（hé）化工等（děng）領（lǐng）域。Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金是應用最為廣泛的一種鎳基高溫合金［１－３］，該合金的（de）強度（dù）高、導熱係數小且易產生（shēng）加工硬化，屬於難（nán）加工材料［４－５］。在加工Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金時，為了獲得（dé）較長的刀（dāo）具使用壽命和較低的（de）工件表麵粗糙度，除（chú）了要求（qiú）切（qiē）削（xuē）刀（dāo）具材料具有較高的硬度（dù）外，還要求其具有較高的強度、紅硬性、抗氧化性（xìng）、斷裂（liè）韌性和高溫化學穩定性等［６］。
目前，用於高（gāo）溫合金切削加工的刀具主要為（wéi）硬質合金刀具。但是硬（yìng）質合金（jīn）刀具的耐熱性較差，導致其切削速度很慢，無法滿足（zú）現代工業對加工效率的要求［７］。與硬（yìng）質合金刀具相比，陶瓷刀具的硬度更（gèng）高，紅硬（yìng）性和高（gāo）溫強度更好，加工高溫合金時的（de）切削速度（dù）更高且刀具（jù）壽（shòu）命更長（zhǎng）［８－９］。ＴｉＢ２基陶瓷是（shì）一種新型刀具材料，具有高的熔點、高溫強（qiáng）度（dù）、硬度以（yǐ）及優異的耐磨性能，可用於 切削難加工 材 料［１０－１４］。ＳＯＮＧ等［１５］用 ＴｉＢ２基陶（táo）瓷（cí）刀具加工（gōng） Ｃｒ１２ＭｏＶ 模具鋼時獲得（dé）了良好的切削效果，以後刀麵磨損（sǔn）高（gāo）度為０．６ｍｍ 為（wéi）磨損標準，其（qí）有（yǒu）效切削長度超過１７００ｍ。
Ｂ４Ｃ材料具有優異的硬度和抗彎強度，將其與ＴｉＢ２ 複合燒（shāo）結（jié）得到（dào）的 ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 複相陶瓷具（jù）有優異的力學性能［１６－１８］。目前，ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 複相陶瓷作為刀（dāo）具材料的研（yán）究較少。為（wéi）此，作者製備了不同配（pèi）比（bǐ）的ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ複相（xiàng） 陶 瓷 並 將 其 加 工 成 刀 具（jù） 對 Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８合金（jīn）進行切削，研究了不同切削速度（dù）下的切削性能，並與商用（yòng）硬質合金刀（dāo）具的（de）進行了對（duì）比。１ 試樣製備與試驗方法試（shì）驗 原 料 有 Ｂ４Ｃ 粉 體（tǐ），純 度（dù） ９９％，平 均 粒 徑３μｍ；ＴｉＢ２粉體，純度９９．５％，平均粒徑５μｍ。工件材料為Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金，屈服強度為１ １００ＭＰａ，抗拉強度為１ ３１０ＭＰａ，伸長率為２３．３％，彈性模（mó）量（liàng）為２０６ＧＰａ，導熱係 數為 １１．２ Ｗ·ｍ－１·Ｋ－１，密度 為８ ４７０ｋｇ·ｍ－３，退火後的硬度約為２．５ＧＰａ［１］。
分別按照組成（體積分數（shù），下同）為 ８０％ＴｉＢ２－２０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ２）和２０％ＴｉＢ２－８０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ８）進行配料，在行星球磨機上以轉（zhuǎn）速為４５０ｒ·ｍｉｎ－１球磨８ｈ，磨球為（wéi）Ｓｉ３Ｎ４ 球，球料質量比為２∶１，球（qiú）磨（mó）介（jiè）質為丙酮。球磨後的物料（liào）在５０ ℃下旋轉蒸發烘幹，過１００目篩後，倒入直徑（jìng）為５０ｍｍ 的石墨模具中（zhōng），在氬氣氣氛中以（yǐ）１０℃·ｍｉｎ－１的升溫速率加熱至２ ０００ ℃，保（bǎo）溫１ｈ進行熱壓（yā）燒結，壓力為３０ＭＰａ，隨爐冷卻。應用阿基米德 排水法測定陶瓷試（shì）樣的（de）體積密度。采用四點彎曲法在ＩＮＳＴＲＯＮ－１１９５型萬能材料試（shì）驗 機 上 測 抗 彎 強 度，試 樣 尺 寸 為 １．５ ｍｍ×２ｍｍ×２５ｍｍ，下跨距為２０ｍｍ，上跨距為１０ｍｍ，壓頭下壓速度為０．５ｍｍ·ｍｉｎ－１。將陶瓷試樣鏡麵拋光後，采（cǎi） 用 ＨＶＳ－３０ＺＣ 型 維 氏 硬 度 計（jì） 測 維 氏 硬度，載荷為２４．５２Ｎ，保載時間為１０ｓ；應用壓（yā）痕法測斷裂韌 度，載 荷 為 ９８ Ｎ，保 載 時 間 為 １０ｓ。 使 用Ｎｏｖａ ＮａｎｏＳＥＭ４３０型超高分辨率場發（fā）射（shè）掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）觀察陶（táo）瓷試樣的表麵形貌（拋光後），以及維氏硬度測試後的（de）壓痕形貌。
將（jiāng）所製（zhì）備的複相陶瓷加工成（chéng）型號為ＳＮＧＮ１２０７１２Ｔ０２０２０的標準刀具，刀尖（jiān）圓弧（hú）半（bàn）徑為１．２ｍｍ。用（yòng）複相陶瓷刀具和商用硬（yìng）質合金（ＹＧ）刀具對Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８合金（jīn）進行連（lián）續切削，刀片安裝前角為－６°，後角為 ６°，主偏角 為 ４５°，切削速度分別為５０，１５０ｍ·ｍｉｎ－１，切削深度為 ０．５ ｍｍ，進給量為０．１ｍｍ·ｒ－１。在切削過程中，使用（yòng） ＯＬＹＭＰＵＳＳＺ６１型體視顯微鏡觀察並測量刀具的邊界磨（mó）損高度、後（hòu）刀（dāo）麵磨損高（gāo）度和刀尖磨損高度，當後刀麵磨損高（gāo）度達到０．３ｍｍ 時停止（zhǐ）切削，對應的切削長度（dù）為有效切削長度（dù），以（yǐ）有效切削長度來表征刀具壽（shòu）命。采用Ｎｏｖａ ＮａｎｏＳＥＭ４３０型超高分辨率場發射掃描電子（zǐ）顯微鏡觀察（chá）刀具後刀（dāo）麵的磨損形貌。
２、試驗（yàn）結果與討論
２．１ 陶瓷的微觀形貌和力學（xué）性能
由圖１ 可 知：在 ＴＢ２ 陶 瓷 中，Ｂ４Ｃ 增強相 （黑色）均 勻 分 布 在 ＴｉＢ２（灰色）基體中；在 ＴＢ８ 陶（táo）瓷中，ＴｉＢ２增強相均勻分布在（zài） Ｂ４Ｃ基體中。
圖１ ＴＢ２和ＴＢ８陶瓷表麵（miàn）拋光（guāng）後的微觀形貌
由表１ 可（kě）知：ＴＢ２ 陶瓷的相對密度、抗彎（wān）強（qiáng）度和維氏硬度（dù） 均（jun1） 略 低 於 ＴＢ８ 陶 瓷 的（de），但 斷 裂 韌 度 比ＴＢ８陶瓷的高約２６％；ＴＢ８陶瓷的維氏硬度比 ＴＢ２陶瓷的高，這 是 因 為（wéi） Ｂ４Ｃ 陶 瓷 的 本 征 硬 度 （３５～４３ＧＰａ）顯著高於 ＴｉＢ２陶瓷的（２４～３２ＧＰａ）。
表１ 不（bú）同陶瓷的物理和力學性能（néng）
由圖２可（kě）知（zhī）：在 ＴＢ２陶瓷中，維氏壓痕裂紋較曲折，裂紋在 ＴｉＢ２基體上沿晶界擴展，在擴展過程中遇到 Ｂ４Ｃ晶粒即發生偏轉，如箭頭所指；在（zài） ＴＢ８陶瓷中，維氏壓痕裂紋較平（píng）直，裂紋在 Ｂ４Ｃ 基體中以及遇到 ＴｉＢ２晶粒時基本都為穿晶（jīng）擴（kuò）展。這是因為 ＴＢ２陶（táo）瓷的斷（duàn）裂韌性高（gāo）於 ＴＢ８陶瓷的。
圖２ ＴＢ２和ＴＢ８陶（táo）瓷的維（wéi）氏壓痕裂（liè）紋（wén）形貌（mào）
２．２ 刀具的（de）切削性能
由圖３ 可以看出：當切削 速度為 ５０ ｍ·ｍｉｎ－１時，ＴＢ２陶瓷刀具的有效切削（xuē）長度超過８００ｍ，約為ＴＢ８陶瓷刀具和 ＹＧ硬（yìng）質合（hé）金刀具的（de）３倍，當切（qiē）削速度為１５０ｍ·ｍｉｎ－１時，其有效切削長度超過３４０ｍ，約為 ＴＢ８陶瓷刀具和 ＹＧ 硬質合金刀具的２倍，可見ＴＢ２陶 瓷 刀 具 的 壽（shòu） 命 最 長；在 較 低 的 切 削 速 度（５０ｍ·ｍｉｎ－１）下，三種刀具的後刀（dāo）麵（miàn）磨損高度均隨圖３ 不同（tóng）切削速度下不（bú）同刀具後（hòu）刀麵磨損高度（dù）隨切削長度的變化曲線切（qiē）削長度的（de）增加而平穩增加，沒有出現（xiàn）快（kuài）速磨損階段，在較高的（de）切削速（sù）度（１５０ｍ·ｍｉｎ－１）下，ＴＢ２陶（táo）瓷（cí）刀具和 ＹＧ 硬質合金刀具分別在切削長度達 １００，２００ｍ 時發生快（kuài）速磨（mó）損，ＴＢ８陶（táo）瓷刀具的磨（mó）損很快，在切削長度達到 １００ ｍ 時其後刀麵磨損（sǔn）高度即達到３００μｍ；切削速度為１５０ｍ·ｍｉｎ－１時三種刀具的壽命均（jun1）約為切削（xuē）速度為（wéi）５０ｍ·ｍｉｎ－１下的１／２。
圖３ 不同切削速度下不同刀具後刀麵磨損高（gāo）度隨切削長度（dù）的變化曲線
由圖４可以看出：隨著切削長度的增大，ＴＢ２陶瓷刀具和 ＴＢ８陶瓷刀具的邊界磨（mó）損高度均先緩慢增加後迅速增加，而 ＹＧ 硬質合金刀具的邊界磨損高度保持緩慢增（zēng）加趨勢；三種刀（dāo）具的（de）刀尖磨損高度均隨切削長度的增加而增大，但（dàn） ＹＧ 硬質合金刀（dāo）具（jù）的刀尖磨損得更慢。結合圖（tú）３（ｂ）分析可知：當切削（xuē）長度小於２５０ｍ 時，ＴＢ２陶瓷刀具（jù）的後刀麵磨損高度大於邊界磨損（sǔn）高度，而當切削長度約為３００ｍ時，邊界磨損（sǔn）高（gāo）度（dù）超過１ ２００μｍ，遠大於後刀麵磨損高（gāo）度；當切削長度小於１００ｍ 時，ＴＢ８陶（táo）瓷刀具的邊界磨損高（gāo）度與後刀（dāo）麵磨損高度相差（chà）不大，但當切（qiē）削長度約為１５０ｍ 時，邊界磨損高度超過９００μｍ，遠大（dà）於後刀麵磨損高度；ＹＧ 硬質合金刀具的邊界磨損高度始終小於後刀麵（miàn）磨損高度。隨（suí）著（zhe）切削長度的（de）增（zēng）加，陶瓷刀具的切削刃與刀尖變鈍（dùn），變（biàn）鈍的刀尖對加（jiā）工表麵的擠（jǐ）壓作用增強，導致材料的加工硬化更嚴重；在下一次刀（dāo）具進給時，硬化的工件材料與刀具的邊界接觸，從而加快了邊界磨損（sǔn）。同時，變鈍的切削刃對（duì）工（gōng）件過渡表麵的擠（jǐ）壓作用也增強（qiáng），切削刀無法順利切（qiē）下待加工表麵硬化（huà）層，使待加工表麵與過渡（dù）表麵（miàn）交界（jiè）處形成硬化毛邊；硬化毛邊對刀具的高頻衝擊造成刀具在邊界處發生輕微崩刃，因而邊界磨損迅速增加。與陶瓷刀具相比，ＹＧ 硬質合金的韌性更高，邊界處不易發生崩刃；此外，切削（xuē）溫（wēn）度對硬質合金的影響（xiǎng）較大，而切削（xuē）溫度最高的位置位於切深中部。因此，ＹＧ 硬（yìng）質合（hé）金刀具的後刀麵磨損高度大於邊界（jiè）磨損（sǔn）高度。
圖４ 當切（qiē）削速度為１５０ｍ·ｍｉｎ－１時不同刀具的邊界磨損高度和刀尖磨損高度隨切（qiē）削長度的變化曲線
２．３ 刀具的磨損形（xíng）貌
由圖５（ａ）可以（yǐ）看出，在１５０ ｍ·ｍｉｎ－１下（xià）切削３４０．１ｍ 長時，ＴＢ２陶瓷刀具的後刀麵邊界（jiè）（Ｎ 區）發生了嚴重的溝槽（cáo）磨損，刀尖處（Ｃ 區）的磨損高（gāo）度（dù）小於邊界處的，而後刀麵（Ｂ區（qū））的磨損高度最小。
圖５ 在１５０ｍ·ｍｉｎ－１下切削３４０．１ｍ長時ＴＢ２陶瓷刀具的磨損形（xíng）貌
由圖５（ｂ）可以看出：在切削刃（rèn）（位置１）處（chù）存在比較嚴重的積屑瘤，以及會導致積屑瘤剝落的裂紋；後刀麵出現了黏結層，該黏結層（céng）主要含（hán）有鎳、鐵（tiě）和鉻元素，說明黏結層由工件材（cái）料形成，由於後刀（dāo）麵與工件之間存在持續的擠壓和（hé）摩擦，黏結層會不斷發生剝落和重新（xīn）形成，因此會不斷帶走刀具表層的材料，導致後刀麵磨損高度不（bú）斷增大；在該區域還存在輕微的崩刃現象。綜上可知，刀具後刀麵的磨（mó）損（sǔn）機製（zhì）主要為黏結磨損和輕（qīng）微崩刃（rèn）。
由圖５（ｃ）可以看出，後刀麵邊界（位置２）的磨（mó）損溝槽邊緣（yuán）存在工件冷焊層，冷（lěng）焊層發生剝（bāo）落使刀（dāo）具（jù）基體裸露（lù）在外，在冷焊層上還黏結著刀具基體晶粒的剝落鱗片（如箭頭所示）。隨著切削的進行，陶（táo）瓷刀具邊界處發生輕微（wēi）崩刃，崩刃處擠壓工件使工件過（guò）渡表麵的材料在刀具後刀麵形 成硬化的冷焊層；冷焊層在切削（xuē）過程中（zhōng）不斷地受到硬化毛邊的（de）衝（chōng）擊而發生剝落，剝落的冷（lěng）焊層帶走大量（liàng）黏結在其上的刀具基體材料，導致溝槽不斷向尾部擴大，從而（ér）形成（chéng）邊界區細長的溝槽磨損形貌。溝槽一旦形成，刀具邊界對工件的擠壓作用和工件表麵（miàn）的（de）加工硬化程度均增大，從而加速溝槽（cáo）的磨損（sǔn）。因此，刀具（jù）邊界（jiè）的磨損機製主要為輕微崩刃和冷焊層剝落（luò）。
由圖５（ｄ）可以看出：後刀麵刀尖（位置３）存在與刀具基體結合比較緊密且比較厚的黏結層（如箭頭所（suǒ）指），因此刀尖的磨損機製主要為黏結（jié）磨損。由於 ＴＢ２陶瓷的韌（rèn）性較好，且以（yǐ）沿晶斷裂為主，因此刀具材料更容易以拔出（chū）、脫落的形（xíng）式被工件冷焊層和黏結層帶走，從而造成後刀麵的磨損（sǔn）。
由圖６可知：在１５０ｍ·ｍｉｎ－１下切削１５４ｍ 長時，ＴＢ８陶瓷刀具（jù）的後刀麵邊界（Ｎ 區（qū））同樣發生了圖６ 在１５０ｍ·ｍｉｎ－１下切削１５４ｍ長時ＴＢ８陶瓷刀具的磨損形貌Ｆｉｇ．６ Ｗｅａｒ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ＴＢ８ｃｅｒａｍｉｃ ｃｕｔｔｉｎｇ ｔｏｏｌ ａｆｔｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇｉｎ １５４ｍｌｅｎｇｔｈ ａｔ １５０ｍ爛ｍｉｎ－１：（ａ）ａｔ ｌｏｗ ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ（ｂ）ｅｎｌａｒｇｅｄ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ嚴重的溝槽磨損，同時後刀麵（miàn）（Ｂ 區）和刀尖處 （Ｃ區）發生（shēng）嚴重的崩刃和（hé）輕微的（de）黏結磨損；ＴＢ８ 陶瓷刀具的溝槽磨損形貌與 ＴＢ２陶瓷刀具的類似，但由於ＴＢ８陶瓷的斷裂韌度較低，更容易出現大塊崩刃，因此磨損溝槽的寬度更大；由邊界區（圖中方框）的放大形貌（mào）可見，崩刃處形成了新的切削刃，新切削刃較（jiào）鋒利（lì），因（yīn）此刀具對工件的擠壓作用較輕，工件與刀具之間的冷（lěng）焊作用較弱，溝槽磨損的原因主要為工件硬化毛邊的衝擊導致溝（gōu）槽位置的（de）冷（lěng）焊層帶著刀具基體成塊裂開並剝落，而（ér）不是刀具晶粒被（bèi）冷焊層黏結而（ér）帶走，因此 ＴＢ８陶瓷刀具的邊界磨損機製為崩刃和冷焊（hàn）層成（chéng）片剝落；由於新切削刃處的排屑阻力增加（jiā），因此崩刃處形成一些積屑瘤，如圖６（ｂ）中箭頭所指。ＴＢ８ 陶瓷刀具的後刀麵雖然存在黏結磨損，但是由於 ＴＢ８陶瓷的斷裂韌性低，因此後刀麵磨（mó）損以切削刃崩刃破損為主；刀尖的磨損形（xíng）貌與後刀麵（miàn） 的幾乎一致，磨損機製主（zhǔ）要為崩刃。 雖然（rán）ＴＢ８陶瓷刀具的硬度更高，但是 由（yóu） 於斷 裂 韌（rèn） 度較小（xiǎo），同時崩刃和剝落現象嚴重，因此其壽命比（bǐ） ＴＢ２陶瓷刀具的更短。
由圖７（ａ）可以看出，在１５０ ｍ·ｍｉｎ－１下切削１５９．５ｍ 長時，ＹＧ 硬（yìng） 質 合金 刀 具 後 刀麵（Ｂ 區）的磨損高度略大，但不同區域均以黏結磨損為主，同時後刀麵邊界發 生 輕 微 崩 刃 （如 圖 中 箭 頭 所 指）。由圖７（ｂ）可以看出，ＹＧ 硬質合（hé）金刀具（jù）後刀麵存在明顯的黏結層，且切削（xuē）刃處存 在 積（jī）屑瘤，高度約為６０μｍ，積屑瘤與刀具（jù）基體結（jié）合緊（jǐn）密。由於 ＹＧ 硬質合金的斷裂韌性較高，其刀具的切削刃在切削過程中不易發生崩刃，可以保持比較鋒利的切削刃結構，因此對工件的擠壓作用較輕，工件的（de）加（jiā）工硬化不嚴重；後刀麵邊界沒有出現因工件硬化導致的溝槽磨（mó）損形貌。但是，由於 ＹＧ 硬質合（hé）金抗黏結磨損性（xìng）能差，其刀具材料更容易因為黏結層不斷的剝落與形成而脫落，因此刀（dāo）具壽命較短。
圖６ 在１５０ｍ·ｍｉｎ－１下切削１５４ｍ長時ＴＢ８陶瓷刀具的磨損形貌
圖７ 在１５０ｍ·ｍｉｎ－１下切（qiē）削１５９．５ｍ長時ＹＧ硬質合金刀具的磨損（sǔn）形貌
與傳統的 ＹＧ 硬質合（hé）金刀具相比，ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 陶（táo）瓷刀具由（yóu）於斷裂韌性較低，在切（qiē）削高溫合金時容易發生（shēng）崩刃，導致切削刃過早鈍化；鈍化的切削（xuē）刃使高溫合金在切削過程中的加工硬化比較嚴重，導致刀具發生（shēng）溝槽磨損。與硬質合金相比，ＴＢ２陶瓷（cí）具有更好的抗黏結磨損性能，因此 ＴＢ２陶瓷刀具的壽命更長。ＴＢ２陶瓷和 ＴＢ８陶瓷的硬度（dù）均超過２０ＧＰａ，遠高（gāo）於高溫合金的（約為２．５ＧＰａ），因此硬度不是影（yǐng）響 ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 陶瓷刀（dāo）具加（jiā）工高溫合金時切削性能的主要因素。ＴＢ２陶瓷的抗彎強度雖略低於 ＴＢ8陶瓷的（de），但仍保持在一個較高的水平（píng），陶（táo）瓷刀具並沒有（yǒu）因為強（qiáng）度不足而發生整體斷裂，因此抗（kàng）彎強（qiáng）度（dù）也不是影響 ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 陶瓷刀具加工高（gāo）溫合金時切削性能的主要因素。ＴＢ８ 陶瓷的斷裂韌度低於 ＴＢ２陶（táo）瓷的，較（jiào）低的斷裂韌度（dù）易 導致切削刃崩刃，因 此ＴＢ８陶瓷刀具的崩刃現象比 ＴＢ２陶瓷刀具的（de）更（gèng）嚴重，這說明斷裂（liè）韌性是影（yǐng）響 ＴｉＢ２－Ｂ４Ｃ 陶瓷刀具加工高溫合金時切削性能的主要因素。提高陶瓷刀具的斷裂韌性，有利於保持切削刃的整體結構，減小切削阻力。綜上可知，ＴｉＢ２基陶瓷刀具在切削高溫合金時（shí）的（de）切削性能比 Ｂ４Ｃ基陶瓷刀具的更好，可（kě）以獲得更長的刀具壽命。
３、結（jié）論
（１）采用熱壓燒結法製備了以 ＴｉＢ２為 基 體、Ｂ４Ｃ為增強相的８０％ＴｉＢ２－２０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ２）陶瓷和以Ｂ４Ｃ 為基體、ＴｉＢ２為 增 強 相 的 ２０％ＴｉＢ２－８０％Ｂ４Ｃ（ＴＢ８）陶瓷，兩種陶瓷中的增強相都均勻分布在基體中（zhōng）；ＴＢ２陶瓷的相對密度、抗彎強度和維（wéi）氏硬度都略低於 ＴＢ８ 陶瓷的，但斷裂韌度比（bǐ） ＴＢ８ 陶瓷的高約２６％。
（２）對Ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８高（gāo）溫合金進行切削時，在（zài）切削速度為（wéi）５０，１５０ ｍ·ｍｉｎ－１下，ＴＢ２ 陶瓷刀具的（de）壽（shòu）命約為 ＴＢ８陶瓷刀具和（hé） ＹＧ 硬質合金刀具的２倍；當切削速度為（wéi）１５０ｍ·ｍｉｎ－１時，三種（zhǒng）刀（dāo）具的壽命均約為切削速度為５０ｍ·ｍｉｎ－１時的１／２。
（3）ＴＢ２陶瓷刀（dāo）具（jù）後刀麵和刀尖的（de）磨損機製主要為黏結磨損，邊界溝槽的形成是由於刀具發生輕微崩刃和冷焊層的剝（bāo）落；而 ＴＢ８陶瓷（cí）刀具後（hòu）刀麵和刀尖的磨損機製主（zhǔ）要（yào）為崩刃，邊界溝槽（cáo）的形成是由於刀具發生（shēng）崩刃和冷焊層發生了成片剝落；ＴＢ２陶瓷的斷裂韌性更好，更有利於保持切（qiē）削刃結構的完整性和鋒利程度，且（qiě）具有更好的抗黏結能力（lì），因此其刀具壽命更長。
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