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從刀具材料發展角度淺談陶瓷刀片的使用及市場

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綜述刀具材料之陶瓷刀片
    在金屬切削加工領域,刀具材料經歷了碳素工具鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷及超硬材料等幾個發展階段。相比高速鋼和硬質合金刀具等傳統刀具材料,陶瓷刀片在高速切削領域和切削難加工材料方面顯示了傳統刀具無法比擬的優勢;隨著刀具材料發展,新型陶瓷刀片不斷出現,預計20 年后,在世界范圍內陶瓷刀片在機械加工刀具中所占比重將達15%~20%。有專家認為:陶瓷刀具材料是二十一世紀有希望、有競爭力的刀具材料,它的發展有可能引起切削加工技術的第三次革命。
    陶瓷刀片的分類及發展現狀
    陶瓷刀片的品種、牌號很多,按其主要成分大致可分為氧化鋁(Al2O3)系陶瓷刀片和氮化硅(Si3N4)系陶瓷刀片兩大類,目前世界上生產的95%的陶瓷刀片屬于氧化鋁(Al2O3)系,其它為氮化硅(Si3N4)系。
    陶瓷刀片的使用范圍
    氧化鋁(Al2O3)系陶瓷刀片的使用范圍:主要用于加工各種鑄鐵(灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵等)和各種鋼料(碳素結構鋼、合金結構鋼、高強度鋼、高錳鋼、淬硬鋼等);也可加工銅合金、石墨、工程塑料和復合材料。由于鋁元素的化學親合作用,Al2O3陶瓷刀片不適于加工鋁合金和鈦合金。
    氮化硅(Si3N4)系陶瓷刀片的加工范圍與Al2O3系氧化鋁陶瓷刀片近似,但是Si3N4系陶瓷刀片不適合加工產生長屑的鋼料。Si3N4系氮化硅陶瓷刀片特別適合加工灰鑄鐵(鑄鐵加工用刀具有一半可被Si3N4系陶瓷刀片替代), 其中Sialon陶瓷刀片主要用于加工鑄鐵(含冷硬鑄鐵)與高溫合金。
    陶瓷刀片的市場現狀
    由于使用陶瓷刀片可以改變傳統的機械加工工藝,解決各行業難加工材料的切削加工問題,提高加工效率,節約生產硬質合金刀具所需的大量貴重金屬(如W、Co,及Ti等),因此,在國外陶瓷刀片的使用越來越廣泛,并且大量應用于數控機床。在美國,陶瓷刀片占全部刀具市場份額的3%~4%,在日本該份額為8%~10% ,在德國約為12%。在一些特殊加工過程中,陶瓷刀片所占比例更大。據估計,今后陶瓷刀片占整個刀具市場的份額可能增加到15%~20%。
    目前我國陶瓷刀片的市場還處于起步階段,陶瓷刀片主要用于硬質合金刀具難以切削的工件粗加工,在精密加工中應用較少。由于人們普遍認為陶瓷刀片性能不穩定,目前國內陶瓷刀片占總刀具使用量的比例不超過1%。
     其實,陶瓷用于切削刀具的時候比硬質合金早,但因為陶瓷刀片脆性原因,成長很慢。隨著我國機械加工行業的進步,刀具材料也在不斷更顯換代來滿足加工需求,筆者相信,隨著刀具材料發展,以及對于新型陶瓷刀具材料的不斷研究,陶瓷刀片的市場將在機械加工刀具材料領域中不斷提升。


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山東東晟泰機械工具有限公司|陶瓷刀片|氧化鋁陶瓷刀片|氮化硅陶瓷刀片|CBN刀片|整體CBN刀片|焊接CBN刀片

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