氮化硅(Si3N4)陶瓷刀具有很高的耐磨性凳寺、紅硬性,可以進(jìn)行高速切削山上、減少換刀次數(shù)及減少由于刀具磨損而造成的尺寸誤差诅鹰。在數(shù)控機(jī)床仔同、加工中心上應(yīng)用具有更明顯優(yōu)勢(shì),可大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1．氮化硅陶瓷刀具的切削性能

(1)高硬度氮化硅陶瓷刀片的室溫硬度值已超過(guò)了最好的硬質(zhì)合金刀片硬度,達(dá)到92.5～94HRA,這就大大提高了它的切削能力和耐磨性庐穴。它可以加工硬度高達(dá)65HRC的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵,可節(jié)省退火加工所消耗的電力圃靖。其優(yōu)良的耐磨性不僅延長(zhǎng)了刀具的切削壽命,而且還減少了加工中的換刀次數(shù),從而保證切削工件時(shí)的小錐度和高精度,尤其是用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)行高精密連續(xù)加工時(shí),可減少對(duì)刀誤差和因磨損引起的不可預(yù)測(cè)的誤差,簡(jiǎn)化刀具誤差補(bǔ)償。

(2)高強(qiáng)度目前氮化硅陶瓷刀片的抗彎強(qiáng)度已達(dá)到750～1000MPa,超過(guò)了高速鋼,與普通硬質(zhì)合金相當(dāng)蝇硅。

(3)良好的抗高溫氧化性氮化硅陶瓷刀片的耐熱性和抗高溫氧化性特別好,即使在1200～1450℃切削高溫時(shí)仍能保持一定硬度和強(qiáng)度,進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間切削,因此允許采用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金刀具的切削速度實(shí)現(xiàn)高速切削榛蜻。其切削速度比硬質(zhì)合金刀具提高3～10倍,因而能大幅度提高生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)證明,在眾多的陶瓷材料中,Si3N4陶瓷具有最佳的耐熱性翁漠。

(4)良好的斷裂韌性斷裂韌性值是評(píng)價(jià)陶瓷刀片抗破損能力的重要指標(biāo)之一,它與材料的組成盅力、結(jié)構(gòu)、工藝等因素有關(guān)舆焕。Si3N4系列陶瓷刀片的斷裂韌性值優(yōu)于其他系列陶瓷刀片(達(dá)6～7MPam1/2),接近某些牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀片,因而具有良好的抗沖擊能力,尤其在進(jìn)行銑按任、刨、鏜削及其它斷續(xù)切削時(shí),更能顯示其優(yōu)越性棍详。

(5)抗熱震性強(qiáng)陶瓷材料的抗熱震性是指其在承受急劇溫度變化時(shí),評(píng)價(jià)其抗破損能力的重要指標(biāo)杠滓。Si3N4系列陶瓷刀片由于強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低,抗熱震性能指標(biāo)△T高達(dá)600～800℃,明顯優(yōu)于其它系列陶瓷刀片(300～400℃),因而在高強(qiáng)度斷續(xù)零件的毛坯加工方面,顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性能冒萄。

2．氮化硅陶瓷刀具的實(shí)際應(yīng)用

雖然我國(guó)陶瓷刀具的研究水平不比國(guó)外差,但實(shí)際應(yīng)用發(fā)展較慢臊岸。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo),目前國(guó)內(nèi)陶瓷刀具占總刀具使用量的比例不超過(guò)1%。氮化硅陶瓷刀具是近年來(lái)才在生產(chǎn)中推廣使用的一種新型刀具尊流。因此,不論在刀具的幾何參數(shù)帅戒、切削用量以及使用技術(shù)方面,均缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)。陶瓷刀具的實(shí)際應(yīng)用是一項(xiàng)需要綜合各方面技術(shù)的系統(tǒng)工程,決不是只要買了陶瓷刀具換上就可以解決問(wèn)題崖技。加之陶瓷刀具本身所具有的物化特性逻住、加工時(shí)的切削性能與普通刀具有著相當(dāng)大的差別,因此在應(yīng)用時(shí),必須考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

2.1 對(duì)機(jī)床的要求

陶瓷刀具材料對(duì)沖擊和振動(dòng)載荷比較敏感,這是陶瓷刀具材料在耐沖擊和抗振性方面的最大弱點(diǎn)迎献。機(jī)床—工件—刀具工藝系統(tǒng)剛性弱是促使陶瓷刀具壽命降低或崩刃的主要原因瞎访。其中除工件和刀具本身的剛性因素外,機(jī)床剛性愈小,則振動(dòng)愈大,而刀具壽命也就愈低腻贰。需要特別指出,在分析機(jī)床剛性時(shí),一定要綜合考慮機(jī)床—工件—刀具工藝系統(tǒng)的剛性,而不是孤立地考慮機(jī)床的剛性,必須同時(shí)考慮工件、夾具装诡、頂尖及刀具的剛性等。

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