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C 刀具應用 UTTING TOOLS APPLICATION 如低碳鋼，低（dī）合金鋼，不鏽鋼的精加工 ; 三是對 納米 TiN 改性 TiC 基金屬（shǔ）陶（táo）瓷刀具（jù）的基礎
於有斷續車削的精加工是否合（hé）適。 成分主要有（yǒu） :TiC、TiN、WC、Ni、Co、Mo、C。
TiC、TiN 及 WC 是金屬陶瓷刀具的硬質相，Ni
2.金屬陶瓷刀具磨損的原因及對機床 為主要的粘結相，由（yóu）於 Co 具有比 Ni 更高的韌性
的要求 和硬度，與硬質（zhì）相潤濕好，能減少合金孔隙度， 金屬切削加工是工業生產中最基（jī）本、最廣 故以 Co 取代部分 Ni 可使金屬陶（táo）瓷具有高硬度和
泛（fàn）、最重（chóng）水平直接關係到機械（xiè）加工的效率、產品 高強度的良好匹配。而 Mo 能顯（xiǎn）著改善液態金屬
的（de）質量和製（zhì）造要的工藝，它直接（jiē）影響（xiǎng）工（gōng）業生產的 對硬質相的潤濕性（xìng），燒結時能抑製碳化物相晶粒
效率及成本消（xiāo）耗。金（jīn）屬切削刀具作為切削加工的 的長大，對燒結後金屬陶瓷的性能影響也很大。
基礎裝備（bèi）之一，其發（fā）展的成本，對機械製造（zào）技術 所製備的金屬陶瓷刀片主（zhǔ）要有三角形（xíng）和正方形，
的發展速度起著關鍵性的作用。隨著新刀具材料 該刀片主要用於車削加（jiā）工。納米改性（xìng）金屬陶瓷刀
如陶瓷、人造金剛石、立方（fāng）氮化硼、塗層硬質合 具材料的力學性能介於 WC 基硬質合金和非金屬（shǔ）
金等（děng）的相繼出現，金屬切（qiē）削及（jí）刀具技術作為現代 陶瓷（cí）之間，其硬度比 WC 基硬質（zhì）合金高，但比非（fēi）
製造技術的基礎工藝（yì）及裝各也進入（rù）了以發展高速 金屬陶瓷低 ; 而其抗彎強（qiáng）度則要比 WC 基硬質合
切削，開發新（xīn）的（de）切削工（gōng）藝、加快刀具結（jié）構變革為 金低，高於非金屬陶瓷。
特征的發展新階段。 鑄鐵材料為脆性材料，切屑（xiè）為崩碎切屑，切
通常刀具的失效形式分為磨損（sǔn）和破損兩類。 削時衝擊（jī）力大（dà），切屑與前刀麵的接觸麵積小，單
已有的研究表明，金屬（shǔ）陶瓷刀具切削加工時（shí）的磨 位壓力大，因此刀具易受衝擊（jī） ; 切削（xuē）速度比鋼低，
損（sǔn）與所加（jiā）工的工件材料和切削條件密切相關，在 否則刀具會由於崩刃而不能使用（yòng）。由（yóu）不同刀（dāo）具材
不同的切削條件下加工不同的工件材料時，占主 料的磨損（sǔn）對比試驗結果表明 : 在所（suǒ）選切削條（tiáo）件（jiàn）下，
導地位的磨損機製有所不同。從根本上看，決定 納米改性金屬陶瓷刀具的切削性能不如 YG8 刀
金屬陶瓷刀具磨損的主要（yào）原因是其力學性能和微 具好。納米改性金屬陶瓷刀具切削灰鑄鐵時，使
觀結構。陶瓷材（cái）料所固有的脆性是導致其磨損的 用壽（shòu）命不如切鋼時高，納米改性金屬陶瓷刀具的
主（zhǔ）要原因。從材料的微觀結構上看，金（jīn）屬陶瓷刀 切削性能在切削鑄鐵時比 YGS 刀具（jù）材料（liào）切削性
具磨損的基本（běn）現象（xiàng）是材料的斷裂（liè）及轉移，因此， 能要（yào）差，因此納米改性金屬陶瓷刀具材料在加工
裂紋的形成（chéng）與擴展對金屬陶瓷刀具的磨損產生重 灰鑄（zhù）鐵時優勢不大。
要影響。由於金屬陶瓷材料為複（fù）相結構，在晶界 由於納（nà）米改性金屬陶瓷刀具（jù）表現出較好的導
存（cún）在氣孔和雜質（zhì）等（děng）缺陷（xiàn），並且各相之間（jiān）存在熱脹 熱性能，因此這（zhè）類刀具在加工不鏽鋼這類（lèi）導熱性
失配（pèi）和彈性模量的差（chà）別。 差、韌性好的難加工工件材料時，也有很（hěn）好的切
晶界氣孔的存在會導（dǎo）致應力集中，氣孔作為 削性能。在高速切削時表現（xiàn）出（chū）良好的切削（xuē）性（xìng）能，
裂紋源將誘導（dǎo）晶界裂紋，裂紋擴展至氣孔時與氣 因此納米改性的 Ti(C, N) 基金屬陶瓷刀具不失為
孔連接，其結果加速了裂紋的擴展。彈性模量與 一種理想的用於高速（sù）切削（xuē）加工的刀具（jù），而且隨著
熱脹失配產生的過大（dà）殘餘（yú）應力會導致材料在未受 此類刀具的（de）強韌性的不斷提高，使用範圍會不斷
載（zǎi）荷時就產生開裂，氣孔率的增加使金屬陶瓷刀 擴大。在納米改性的金（jīn）屬陶瓷刀具的（de）製備中，由
具的耐磨性能大大降低。 於納米粉的添加量占整個材料（liào）成分（fèn）的比（bǐ）例（lì）較少 ,
在常規材料中加入納米粉體（tǐ）可製備出納米複 因此刀（dāo）具的成（chéng）本提高不大，其性能價格（gé）比和未加
相陶瓷材料，同時可提（tí）高材料的強度和韌（rèn）性。研（yán） 納米的金（jīn）屬（shǔ）陶瓷（cí）刀具相比則有較大（dà）提高。
製的納米改性金屬陶瓷（cí）刀具（jù）材料（liào），是（shì）添加 TiN 的 陶瓷刀具材料對（duì）衝擊和振動載荷比較敏感。
Ti( C, N)基金屬（shǔ）陶瓷， 其中TiN是納（nà）米級的微粉。 新一代的陶瓷刀具材料雖然在耐衝擊（jī）和抗振性方 ·76· 第06期 數控機床市場
