陶瓷刀具

在航空发动机制造行业，材料性能不断提升，难加工材料（高温合金）的数控加工技术已经成为行业内普遍关注的问题。陶瓷刀具材料具有硬度高、耐磨性能和耐热性能好、化学稳定性优良、不易与金属产生粘结的特点，已成为高速切削高温合金的主要刀具材料之一。而且陶瓷刀具的最佳切削速度比硬质合金刀具高8～10 倍，能够大幅度提高切削效率。当前，新型陶瓷刀具不断出现，有专家预计，在世界范围内陶瓷刀具在机械加工刀具中所占比重将达15%～20%。它的发展将可能引起切削加工领域的又一次革命。

高温合金（主要指镍基或钴基合金）在高温下具有优良的稳定性和防蠕变性，GH4169

常温下硬度高（可达HRC35～47），韧性很好。但与普通钢件相比，其机械加工性能较差，切削过程需要消耗更多的能量。

21世纪初，我们公司开始大量购进数控设备，逐步淘汰了普通机床，可转位硬质合金刀具逐步取代了传统的焊接刀具，生产效率得到前所未有的提高

近10年来，应用硬质合金刀具加工钛基、镍基和钴基高温合金得到广泛普及，硬质合金材料在低于600℃的工作温度下所表现出来的高硬度及高韧性使之成为切削高温合金及钛合金非常理想的的刀具。但硬质合金刀具有一个致命的弱点，其熔点约为1200℃，当切削区温度高于800℃时，刀刃的强度和硬度会大幅下降，磨损加剧，甚至难以完成正常切削。因此，应用硬质合金刀具切削高温合金材料时,为避免切削区温度过高,线速度只能维持在40m/min左右。对加工余量较大的零件，由于缓慢的切削速度，金属去除率很低，占机时间很长，生产成本大大增加，这使得现代数控机床的潜力远没有发挥出来。随着新型发动机性能不断提高，新材料不断涌现，硬质合金刀具已经很难适应。因此，寻找一种更加理想的切削刀具已成为当务之急。

发达国家的航空发动机企业（如美国GE公司、英国罗·罗公司）早在20年前就开始用采陶瓷刀具加工高温合金材料。陶瓷材料最大特点就是熔点高（2000℃以上），1200℃时硬度不会下降很多，是一种非常理想的取代硬质合金刀具实现高速切削的材料。而在我国，由于种种原因，此类刀具的使用还未广泛普及。

切削加工中的切屑成型是一种典型的大变形过程,涉及到材料非线性、几何非线性以及边界非线性问题,在高速切削过程中还涉及到热力藕合问题。

着名切削专家皮斯潘尼和莫詹特（Piisnen & Merchant）早在1945年提出的切屑形成机理中指出：在剪切力（切削力）的作用下，剪切面附近的晶界开始被撕裂变形，与基体分离形成切屑，并产生大量的热量。实际上，约80%的切削热由此产生。

应用陶瓷刀具实现高速切削的核心就是要充分利用陶瓷材料的高温特性，提高切削速度，使切削热量不断聚积，切削区温度升高，软化切屑，使切削变得很容易。尽管陶瓷材料与硬质合金材料相比，其韧性与耐磨性相差很多，但其高温稳定性是硬质合金刀具远达不到的。因此，提高线速度是增加切削区温度最有效的方法。理论上说，陶瓷刀具的切削速度和金属去除率应是硬质合金刀具的5～10倍甚至更多。

刀具商在推广时只提出陶瓷刀具适合加工HRC55以上的材料，而对于小于HRC55的材料未见相应的报道。本文针对小于HRC55的材料的加工谈一点自己的体会。

由于长时间使用硬质合金刀具，操作者已习惯于低速切削，而这种适合硬质合金的加工方式恰恰是陶瓷刀具加工中的最大禁忌。在使用陶瓷刀具时，出于安全考虑，操作者总是不敢提高转速，甚至希望在普通车床上使用陶瓷刀具。以往陶瓷刀具使用过程中遇到的大部分问题都是由于切削速度不足而造成的。

在国外众多陶瓷刀具供应商中，通过比较，我们最终选定了美国绿叶公司（Greenleaf Corporation）的陶瓷刀具。其专利产品WG300首次采用了晶须增刃技术，大大改善了基体的韧性，具有卓越的耐热负载性和抗冲击能力，从而解决了陶瓷材料质脆易碎的致命难题。

试验加工实例

1 镍基高温合金GH4169环锻件的加工

该材料相当于美国材料牌号Inconel 718，硬度HRC35～47。由于对陶瓷刀具的特性了解不够，我们还没有从硬质合金刀具参数选择的束缚中摆脱出来，第一次试验选择了以下参数：线速度为230m/min，进给速度为0.23mm/r，切深为1.7mm，即使采用以上切速也比使用硬质合金刀具所选切速高6倍；选用的刀片为RNGN 120700 T1 WG300。所得的试验结果并不理想。刀刃侧面出现较深的沟状磨损，刀尖处有局部“崩刃”现象。

分析结果可知，这是由于线速度不够，切削点温度低，铁屑没有充分软化导致啃蚀刀刃形成沟状磨损。另外，等切深切削也是产生沟状磨损的重要原因。

经过多次试验，选择了以下参数：线速度为380m/min，进给速度为0.23mm /r，切深为1.7mm。进刀时，采用了斜向切削新工艺（见图1和图2），即在切削过程中逐渐降低切深，切削点处的沟状磨损会消失。在下一次切削时保持正常切深即可达到斜向切削效果，因为此时工件表面已经是斜面。斜向切削时切削深度必须由深到浅。刀片越升越高最终退出切削，

在已加工表面产生一个斜面。第二次切削时采用直线切削，可高效率地切除第一次切削留下的斜面。由于多次切削时切深采用递减方式，可能需要时间会较长，但刀具寿命会延长很多。这会大大减少换刀时间。试验结果令人满意，磨损轻微，刀刃形状完好。

歡迎來到2 钴元素含量高的铸造高温合金圆环的断续切削

该材料属铸造高温合金，硬度小于HRC33，含Co量14%～16%（质量分数），该材料韧性大，是高温合金中最难加工的材料之一。该零件结构是大直径小弦长的环块。加工时将多块零件组成的一个圆环，并没有头尾吻接，零件之间留有间隙。为了保证刀尖强度，以往采用超低速切削（线速度仅为10m/min）。而且加工后的零件表面还会呈现晶粒与晶界间有明显的凸凹不平，还需用磨削的方法进行表面修整加工。

为解决加工效率低这一难题，我们试用陶瓷刀具加工该零件。由于对采用陶瓷刀片断续切削没有概念，第一次试验选择了线速度为420m/min。一刀走下来，刀片完全撞碎；第二次试验，将线速度提高到560m/min，并适当调整了切深和进给，结果是刀片没碎，但刀尖严重磨损。后来，又进行了多次试验，并逐步把切速提高到线速度为790m/min，这是以前从未达到过的切速，经过多次调整切削参数及走刀路线，刀片只表现出正常的磨损，加工后的零件尺寸满足要求，同时粗糙度达到了Ra1.6μm。加工效率是原来的近80倍。经过试验，得到断续切削加工规律：选择负倒棱较大的刀片，降低进给，增大切速。遵循这个原则，断续切削将会顺利进行。

结论

根据以上试验，我们得到以下结论：

（1）刀片寿命的长与短，速度是关键。一定要转变观念，大胆提高切削速度。保证在切削过程中产生足够的切削热，这是提高刀具寿命关键中的关键。但切速并不是越高越好，切削温度过高，过多的切削热不能被带走而留在基体内造成零件温度升高，由于热应力导致零件变形。另外，在试验中我们发现，一旦速度超过某一极限值，刀刃磨损将非常快。

（2）陶瓷材料的耐磨性不如硬质合金，如果采用等切深多次切削，势必在刀刃与零件的接触点处出现垂直于刀刃的沟状磨损。因此，需要不断改变刀刃与工件的接触点，这种方法对于延长刀刃的使用寿命非常有效。

（3）与硬质合金相比，陶瓷材料还是较脆的，因此在切削过程中应坚决杜绝振动现象。这就要求机床有足够大的功率，主轴转动平稳，进给均匀，切削路线为“推削”。不要试图在普通机床上使用陶瓷刀具。

（4）对于不同硬度的材料要选用合理的切削参数及走刀路线，使进给和切速优化组合，只有这样才能保证高效切削。

（5）刀片正面如果出现局部崩刃(见图3)是由于侧面磨损加剧产生压力造成，这种现象通常不影响刀具的性能。实际上，刀片前面崩刃后会产生新的锋利的刀刃，切削可以继续进行，切削效果也令人满意，在精加工时“崩刃”会影响光洁度，还会产生“毛边”。“崩刃”时，在刀片前面可看到火花，此火花是由于温度很高的铁屑通过刀片粗糙平面时产生的，应降低进给完成本次切削。

（6）在下次切削前，应检查是否需要更换刀片，粗加工时应充分利用已“崩刃”的刀片，不要匆忙决定放弃该刀片。可以继续使用已“崩刃”刀片直到的确不能切削为止。

（7）陶瓷刀片不会出现严重断裂而酿成事故，除非执行了严重的错误操作。陶瓷刀片主要磨损形式有崩刃、后刀面磨损。所谓后刀面磨损是一种渐进的磨损形式，各种刀具都存在这种磨损，其磨损程度与相应的切速是衡量刀具寿命的指标。对于镍基合金零件陶瓷刀片的沟状磨损现象发生在切深线上，理想的应用方法应是沟状磨损达到最大的同时后刀面磨损也达到最大。沟状磨损允许扩展至刀片1/3的厚度上，迅速的沟状磨损或崩刃经常出现在切削区域内，是由于切削区域热量不足造成的。只要提高切速或降低进给或两者同时调整即可纠正。

（8）适用于硬质合金刀具的走刀路线应区别于陶瓷刀片走刀路线，（见图4）。由于沟状磨损陶瓷刀片会很快失效。陶瓷刀具切削编程与硬质合金刀具的编程方法和走刀路线不完全同，必须采用恰当的走刀路线和切削参数。

（9）壁厚小于2mm的薄壁件的精加工，不适合选用陶瓷刀具。还是要使用硬质合金刀具。

结束语

陶瓷材料是21 世纪最有希望、最有竞争力的刀具材料，它的发展将有可能引起切削加工领域的又一次革命。虽然我们在尝试过程中获得了一些经验，但还需要进一步试验拓宽加工材料的品种，只有掌握好陶瓷刀具的性能，才能更好地应用于高温合金的加工。

中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司作者：崔晶等

陶瓷刀具的种类和性能

陶瓷刀具的种类和性能 陶瓷作为非金属刀具材料，因其能实现高硬度材料的切削和高速切削，所以作为工业的牙齿在金属切削领域中广泛应用，本文根据陶瓷刀具（含立方氮化硼刀具）的种类和性能，浅谈它们的使用区别及其适合加工材质。 一，陶瓷刀具的种类及发展脉络 陶瓷刀具的种类及发展：陶瓷刀具最明显的发展线条是刀片的韧性依次增强：氧化铝陶瓷刀具—-复合氧化铝陶瓷刀具--氮化硅陶瓷刀具--立方氮化硼刀具。 在金属切削领域，氧化铝陶瓷刀具和氮化硅陶瓷刀具合称为陶瓷刀具；在无机非金属材料学中，立方氮化硼材料归于陶瓷材料大类，立方氮化硼材料刀具的问世，是陶瓷刀具的革命。我国河南超硬材料研究所作为国内最早研究聚晶立方氮化硼材料刀具的研究所之一，最近推出纯氮化硼烧结体陶瓷刀具，其韧性和耐磨性能显着增加。 二，陶瓷刀具的性能及其在金属切削中的应用 陶瓷刀具比硬质合金刀片相比，可承受2000℃的高温，而硬质合金在800℃时则变软；所以陶瓷刀具更具有高温化学稳定性，可高速切削，但其缺 点是氧化铝陶瓷刀具的强度和韧性很低，容易破碎。因陶瓷刀具耐高温，对高温高速切削更有利，由于陶瓷热导率低，高温只在刀尖，高速切削所产生的热量都随切屑带走，所以大部分研究者认为：氧化铝陶瓷刀具能够，且最好高于硬质合 金切削的10倍线速度下进行切削，才能真正体现陶瓷刀具的优点。 为了减低陶瓷刀具对破碎的敏感性，在企图改善其韧性、提高耐冲击性能时，加入了氧化锆或加入碳化钛与氮化钛的混合物。尽管加入了这些添加剂，但是陶瓷刀具的韧性比硬质合金刀片还是低得多。 另一个提高氧化铝陶瓷刀具韧性的方法是在材料中加入结晶纹理或碳化硅晶须，通过这些特殊的平均起来仅有1纳米直径，20微米长很结实的晶须，相 当程度地增加了陶瓷的韧性、强度和抗热冲击性能。单受其抗冲击韧性限制，一直精车加工领域中使用。 和氧化铝陶瓷刀具一样，氮化硅陶瓷刀具比硬质合金刀片有更高的热硬性。它耐高温与机械冲击的性能也比较好，与氧化铝陶瓷刀具相比它的缺点是在加工

氧化铝陶瓷切削刀具的介绍

氧化铝陶瓷切削刀具的介绍 2010/8/4/9:1来源：《磨料磨具》杂志 氧化铝（刚玉）在磨料和磨具上的应用已有很长的历史，国际每年使用数量也是很大的，如2008年据海关统计中国出口刚玉磨料和磨具82.0512万吨（约50440.4万美元），进口6.5555万吨（约5623.5万美元）。而氧化铝（刚玉）陶瓷刀具是其发展的精尖制品，是近代氧化铝陶瓷的典范，其附加值很高。Al2O3（刚玉）粉料4～5元／公斤，而氧化铝基刀具价达2000～3000元／公斤。2007年西方国家陶瓷刀具的销售额估计达45亿美元以上，而氧化铝基陶瓷刀具约占一半。其中以日本产量最大，其次为美国、德国、英国等，而俄罗斯也有一定规模的产量。但国内对这种原料资源广、价廉，能生产高附加值的工具却发展不大，可能与中国钨资源丰富而偏重钨基硬质合金刀具有关。 氧化铝原料对碳化钨和氮化物原料而言是最廉价的，而氧化铝刀具价高。氧化铝刀具的比重约为硬质合金（碳化钨基）的三分之一，以体积价格计算，氧化铝刀具比硬质合金刀具要便宜、这也是促使国际氧化铝刀具发展的因素之一。 一、氧化铝的性能 现代新陶瓷材料包含氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物，以及它们之间的复合化合物。从用途分有工程结构陶瓷、功能陶瓷、刀具陶瓷等。刀具陶瓷是用来车削或铣削加工金属及合金的工具。除碳化物以外作刀具陶瓷的即是氧化物、氮化物。在氧化物中最适合的就是氧化铝（刚玉－α-Al2O3）材料。 纯Al2O3在低温下存在十多种晶型，但主要的有三种：即α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3，所有的晶型在温度超过1600℃以上，都会转变成高温稳定的α- Al2O3（刚玉），这个转变是不可逆的。一般Al2O3硬度是很低的，只有刚玉型α- Al2O3的硬度（莫氏硬度为9）才是很高的，刚玉才能作切削工具和耐磨件。 α-Al2O3属六方晶系，刚玉（单位晶胞是尖的菱面体）结构，a=4.76?，c=12.99?。密度3.96~4.01g/cm3，硬度（HV）3000kg／mm2，杨氏模量42kg／mm2，热导率0.07卡／（厘米·秒·℃），热膨胀系数8.5×10ˉ6℃。 氧化铝的化学稳定性是很强的，与很多材料的反应都很弱。 二、氧化铝陶瓷刀具 目前切削钢材、铸铁、合金钢材及不锈钢材等普遍采用碳化物基的硬质合金（WC －Co、WC－TiC－Co）。对于某些特殊材料也采用硬度最高的金刚石及立方氮化硼（CBN），但它们的强度比硬质合金较低，且金刚石工具不利于切削钢铁材料，因为碳质元素的金刚石易与铁元素反应生成碳化铁，而使金刚石损耗，但金刚石刀具对加工铝硅合金有独特的优点。而CBN对铁基等很多材料都不起反应，对加工冷硬铸铁、司太立合金、耐热镍基合金等具有较好的性能。 氧化铝与其他刀具材料不同的特性是：氧化铝化学性能稳定，抗氧化性特别好，它的切削刃即使处于红热状态下也能长时间切削，则氧化铝陶瓷刀具特别适于高速切削和加热切削。由于氧化铝对大部份金属的润湿性差，所以很难与金属粘结（如与钢的粘结温度：氧化铝为1528℃以上、碳化钨为1316℃），在切削时表现为摩擦系数低、切削力小、不易产生积屑瘤和粘结磨损，因此加工件容易得到很高的光洁面。氧化铝是所有刀具材料中最不活泼的，则在切削时可减少刀具的扩散磨损，Al2O3在铁中的溶解率，比WC要低4～5倍，因而氧化铝陶瓷刀具切削钢材时的磨损率，比WC基硬质合金刀具可小一个数量级至几十倍。利用氧化铝陶瓷刀具高耐磨性和适于高速切削的特点可加工大件，如加工长度7320mm，炮口直径155mm，尾端直径310mm的钢炮管。氧化铝适合加工大多数金属材料，尤其适合切

陶瓷基本常识

陶瓷基本常识 一、依材质可分为下列各种。 1.白云土，又称低温瓷。dolomite A.在大陆普遍用重质土，土质密度较佳。重量比台湾的重，且声音吭 锵脆耳。有些工厂如盛朋，则用可烧高温的白云土，以较高温去窑 烧，成型后较为坚实，可通过微波炉及洗碗机测试。 2.半瓷，又称中温瓷。stoneware 3.全瓷：又称高温瓷，或高白瓷。porcelain 4.强化瓷intensify porcelain 5.骨瓷：（含骨成份约在40%左右）。bone china 6.新骨瓷：高温瓷土烧中温。new bone china 7.红土：低温红土，高温红土。terra cotta 8.陶土：范围，土质种类繁多。 二、烧成温度：基于不同土质之特性，烧成温度有异，其成型后之密度／坚硬度 与烧温成正比。 1.白云土：1000～1050?C，烧成后之变形度较少。 2.半瓷：1080～1150?C，烧成后颜色偏黄，大多会以大白釉或上其它釉色 处理可选择的釉色多。 3.全瓷：1250～1300?C，因到了这种温度所有土中杂质都已烧掉，几成玻 璃化了。防渗水性也最佳。高温烧成会还原成磁土的原色（白色），可选 择的釉色少。 4.骨瓷：1250?C～1300?C。 5.强化瓷：1360?C。 三、缩水比例：从土坯到成品，窑烧前后的比例不同，窑烧前因有大量水份及杂 质会在窑烧过程中蒸发掉。土性不同，其缩水比（土坯与烧成型之比例）亦不同。 1.白云土－5%～6% （有的土只有4.5%） 2.半瓷－10～12%。 3.全瓷－约在15%上下。缩水比愈大，愈难掌握。 四、制作方式 依产品的形状、尺寸…等不同。有下列各种方式： 1.手拉坯hand shaping 2.注浆（灌浆、倒浆）slip lasting (pour and casting) 3.高压注浆pressing 4.车台stamping 5.冲压

陶瓷刀具在机械加工中的应用

陶瓷刀具在机械加工中的应用 导读：陶瓷作为继高速钢，硬质合金，涂层硬质合金刀具之后的一种高硬度刀具材料；陶瓷刀具的材料已有氧化铝—金属系陶瓷、氧化铝—碳化物陶瓷、氧化铝—碳化物金属陶瓷、氧化铝—氮化物金属陶瓷及最新研究成功的氮化硼陶瓷（即CBN刀具）。正如，华菱超硬材料工程师所言，从材料学角度讲，陶瓷刀片包含超硬刀具中的立方氮化硼刀片，从金属切削角度，立方氮化硼刀片性能又比传统陶瓷刀片性能高出一个数量级，和金刚石刀具统称为超硬刀具。毋庸置疑，随着数控机床加工及自动化生产线的普及，陶瓷刀片和涂层硬质合金刀片，超硬刀具（立方氮化硼和金刚石刀具）将成为以后刀具市场的主流。 国内外陶瓷刀具的发展 1，从陶瓷刀具的研发技术角度来讲：日本陶瓷刀片在产品种类、产量及质量上均具国际先进水平。美国在氧化物—碳化物—氮化物陶瓷刀具研制开发方面一直占世界领先地位。我国陶瓷刀具开发应用也取得了许多重大成果。我国从1953年开始研制和使用陶瓷刀具，南京电瓷厂与中科院冶金陶瓷研究所、一机部工具研究所、山东工业大学、上海硅酸盐研究所、清华大学等单位，先后研制出氧化铝陶瓷，氧化铝＋碳化物陶瓷和氮化硅基陶瓷，使陶瓷刀片的性能和质量均大大提高。 2，从陶瓷刀具的应用技术来讲：日本年产陶瓷刀片350万片，占可转位刀具刀片的9％，欧洲工业发达的国家，陶瓷刀片的生产量以每年20％的速度增长，尤其在汽车制造业中使用的比例最大，如联邦德国科隆福特汽车厂，在27万刀片中陶瓷刀片为9万多片，占34％。用于数控机床的刀具中，陶瓷刀片占40％左右。美国福特汽车公司陶瓷刀具使用量占到40％；苏联年产陶瓷刀片达50―60万片；在我国，陶瓷刀具目前主要应用于硬质合金刀具很难加工的领域，如石家庄水泵厂加工耐磨铸铁和硬镍铸铁，在车加工工序60％是陶瓷刀具，年消耗量1万片以上；成都量具刃具厂每年用陶瓷刀具来加100万支钻头毛坯外圆。据统计，全国每年生产陶瓷刀片几十万片以上。但是只有很少部分用于汽车和航天航空领域的高速切削中，这与我国机械制造领域的现状和工业母机现代化的普及率有关，不过，目前来看，氧化铝基刀具牌早已有20多个，氮化硅基已有10多个牌号，立方氮化硼刀具，以我国华菱超硬材料公司为例，立方氮化硼刀具有将近12个牌号，这些已经涵盖了普通钢、铸铁、淬硬钢、高锰钢、镍基高温合金、粉末冶金烧结件、玻璃钢和各种工程塑料等难加工材料。 陶瓷刀具的性能优势 硬质合金刀片的硬度在89~94HRA，相当于71~76HRC，对于HRC40以上的淬火钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，陶瓷刀片由于脆性太大、容易崩刀，PCBN刀具的硬度一般为HV3000~5000，精HV硬度换算HRC相当于HRC95-100，对于HRC50以上高硬度淬火工件高速加工降低成本来讲最为经济划算。目前，PCBN刀具经黑色金属加工领域，是耐磨性最高的刀具材料，经过论证，立方氮化硼刀片的寿命一般是硬质合金刀片和陶瓷刀片的几倍到几十倍，而且随着研究的进步，PCBN刀具适应各种高硬度复杂材料的加工，华菱HLCBN新研制的PCBN刀具牌号BN-K10，可以加工HRC70以上硬度的碳化钨，在国内尚属首例；但同时，PCBN刀具相对于硬质合金材料刀片，其脆性大是不争的事实，针对立方氮化硼刀片硬而脆的弱点，华菱超硬HLCBN曾推出的适合断续切削和重载粗加工立方氮化硼刀片牌号，以华菱超硬BN-S20牌号数控刀片为例，它不仅可以断续切削淬硬钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，但前提是并没有牺牲刀具的耐磨性，这是与市场上的PCBN刀具最大的不同。 随着各种新型的难加工材料在产品中大量应用，传统的硬质合金刀具已难以满足生产需要，而陶瓷刀具则以其优异的耐热性、耐磨性、良好的化学稳定性和高性价比而受到了人们的青睐。尤其是在高速切削领域和难加工材料方面，显示出了传统刀具无法比拟的优势。因此，“随着现代陶瓷刀具材料性能的不断改进，今后它将与涂层硬质合金刀具、金刚石和

铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之七

铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之七 铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。 可用于大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可制作红外探测器等。也用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。 广泛应用于航天、军工、新能源产品。 这里介绍，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供一定的参考。另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。 室温研磨法固相反应制备铁电陶瓷粉末： ――机械合金化制备的铁电体：锆钛酸铅 锆钛酸铅(Pb(ZrxTi1－X)O，或PZT)是PT和锆酸铅(PbZrO3或PZ)的 固溶体，具有杰出的铁电、压电、热电和光电性能，广泛应用于传感器、声纳、微动台、旋转式激励器和热电传感器中。 有专家研究了用具有碳化钨筒和球的行星高能球磨机对(PbO、ZrO2和TiO2)混合物球磨不同时间后PZT相的形成情况。球磨4h没有形成PZT，但PbO衍射峰大大变宽并弱化，球磨15和24h后，PZT成为主要相。球磨过程中，相变会导致不同程度的体积膨胀。研究表明，延长球磨时间，体积膨胀程度减小，意味着未反应的氧化物数量减少。球磨24 h的混合物反应完全，故几乎没有观察到体积膨胀。 有专家通过行星球磨机对PbO、ZrO2、TiO2氧化物强化粉碎(高的 球磨速度和大的球料比)5—480min后发现，球磨lh便得到PZT相及少量未反应的ZrO2，球磨2h时后相组成相同，未反应的ZrO2量达到最少。对球磨粉末做比表面积测试后发现，球磨30min后其比表面积达到最大，并促进了初始氧化物间的反应，以致球磨1h后几乎得到纯PZT相，

切削刀具期末复习的题目

金属切削原理与刀具综合复习 一、填空题（每空1分，共分） 1、切削运动是指在切削过程中刀具相对于工件的运动，可分为主运动和进给运动。 2、车刀的切削部分组成包括：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。 3、确定刀具几何角度的参考坐标系有两大类：一类称为标注坐标系另一类称为工作坐标系。 4、在刀具材料中，工具钢包括：碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。 5、金属切削过程的实质是金属在刀具的作用下产生挤压、剪切和滑移的变形过程。 6、用作刀具的陶瓷材料，根据其化学成分可分为：高纯氧化物陶瓷和复合陶瓷。 7、切屑的种类有多种多样，归纳起来有以下四类：带状切屑、节状切屑、单元切屑、崩碎切屑。 8、影响切削力的主要因素包括：工件材料、刀具几何参数、切削用量和切削液等。 9、刀具磨损的主要原因有：磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和相变磨损。 10、切削液的作用包括四方面: 冷却、润滑、清洗、防锈。 11、按车刀结构的不同，可分为整体式、焊接式和装配式车刀。 12、车刀由用于切削的_______刀头部分_和用于装夹的______刀杆部分__________两部分组成。 13、刀具材料种类繁多当前使用的刀具材料分5类：_高速钢_，____硬质合金钢______，_____金刚石______，______陶瓷______和_____立方氮化硼_____。一般机加工使用最多的是____高速钢_________和_____硬质合金钢_______。 14、根据一面两角法，______主偏角____和___刃倾角________两角可以确定前刀面的方位，___主后角____和____法后角_两角可以确定后刀面的方位，_____刃倾角______和_____前角______两角可以确定主切削刃的方位。 15、刀尖的修磨形式有_____直线过渡刃_____、____圆弧过渡刃_____和____修光刃______。 16、刀具磨损有正常磨损和非正常磨损两类。其中正常磨损形式包括_硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损和化学磨损_四种形式。 17、切削用量包含哪三个要素（切削速度、进给量、背吃刀量），切削层参数包含哪三个参数（切削宽度、切削厚度、切削面积）； 18、粗、精加工钢件时，应选用硬质合金的牌号为（YT5 YT30），粗、精加工铸铁件时，应选用硬质合金的牌号为（YG3 YG8； 19、车削主运动的速度用（Vc ）表示,合成运动的速度用（Ve ）表示； 20、用人工热电偶法测量的是（切削区某点）温度，用自然热电偶法测量的是（切削区平均）温度； 21、第一变形区主要变形形式为（挤压、剪切、滑移），影响理论粗糙度的主要因素为（主偏角、副偏角、进给量）； 22、刀具材料的种类很多，常用的金属材料有高速钢、硬质合金钢、金刚石、；非金属材料有_陶瓷和立方氮化硼__等. 23、刀具的几何角度中，常用的角度有前角、主偏角、副偏角、副前角、副后脚和刃倾角_六个。 24、切削用量要素包括切削速度、进给量和背吃刀量三个。 25、楔角是（前刀面）与（厚刀面）的夹角 26、YT类硬质合金的主要化学成分是Co、（TiC ）和（Wo ），其中（TiC ）含量越多，硬质合金硬度越高，耐热性越好，但脆性越大。 切屑形成过程实质上是工件材料的（变形）过程。为了便于测量，切削过程中的变形程度近似可用（变形系数）指标来度量。 在金属切削过程中，在（中等）速度加工（塑性）材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响，故在（精）加工时应尽量避免。 外圆车削时，在刀具6个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是（前角）和Kr。 在工艺系统刚性好的情况下，刀具的磨钝标准应规定得较（大）；精加工时应规定较（小）的磨钝标准。 常用的切削液有水溶液、（乳化液）和（切削油）三大类。采用硬质合金刀具时，由于（硬质合金耐高温硬度好），故一般不使用切削液。 使用可转位车刀生产率较高，原因是由于它减少了（换刀）及（刃磨）所需的辅助时间，故特别适合于自动化生产。

铁电陶瓷

第四章铁电陶瓷 一、教学内容及要求 掌握铁电体的基本概念，理解电滞回线的形成，理解BaTiO3的结构与自发极化特性以及其介电性能的特点，掌握电畴的基本概念，电畴的成核与生长过程，180°畴和90°畴的异同。理解居里温区的相变扩张的机理，几种相变扩散的异同。掌握展宽效应，移动效应，重叠效应的作用机制。掌握铁电老化，铁电疲劳，去老化的概念。 二、基本内容概述 4.1概述 重点掌握的几个概念：自发极化、、剩余极化、、矫顽场、铁电体、电滞回线、电畴、铁电陶瓷 1、感应式极化：离子晶体中最主要的极化形式是电子位移极化和离子位移极化，这两种极化都属于感应式极化，极化强度大小依赖于外施电场。线性关系，E=0，P=0。 2、自发极化：铁电体所表现的自发极化，却是不依赖于外电场，并能随外电场反向而发生反转。非线性关系，E=0，P≠0。 3、铁电体(ferroelectric)：具有自发极化，且自发极化方向能随外场改变的晶体。它们最显著的特征，或者说宏观的表现就是具有电滞回线。 4、电滞回线(hysteresis curve)：铁电体在铁电态下极化对电场关系的典型回线。 5、电畴（domain）：在铁电体中，固有电偶极矩在一定的子区域内取向相同的这些区域就称为电畴或畴。 6、畴壁（domain wall）：畴的间界。 7、铁电相变：铁电相与顺电相之间的转变。当温度超过某一值时，自发极化消失，铁电体变为顺电体。 8、居里温度（Curie temperature or Curie point）：铁电相变的温度。 9、铁电体的分类：1）按结晶化学；2）按力学性质；3）按相转变的微观机构；4）按极化轴多少。

电子工程师必备知识

电子工程师的设计经验笔记(经典) 关键字：电子工程师设计经验 电子工程师必备基础知识(一) 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 更多阅读：电容性负载的稳定性—具有双通道反馈的RISO(1) 电子工程师必备基础知识(二) 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电;通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识(三) 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。

陶瓷刀具的种类

陶瓷刀具的种类 氧化铝（Al2O3）基陶瓷纯氧化铝陶瓷 其中Al2O3的成份占99.9%以上，多呈白色，俗称白陶瓷。中国成都工具研究所生产的P1牌号属于这一类。它的耐磨性好，用于切削灰铸铁有较好效果，也可切削普通碳钢。但因其强度低，抗热振性及断裂韧性较差，切削时易崩刃，目前已被其它Al2O3复合陶瓷取代。 氧化铝—碳化物系复合陶瓷 它是在Al2O3基体中加入TiC、WC、MO2C、TaC、NbC、Cr3C2等成份经热压烧结而成，使用最多的是Al2O3-TiC复合陶瓷。随着TiC含量(30%~50%)的不同，其切削性能也有差异。这类陶瓷主要用于切削淬硬钢和各种耐磨铸铁。中国生产的牌号有M16、SG3、SG4和AG2等，后两种牌号还含有WC的成份。 氧化铝—碳化钛—金属系复合陶瓷 在Al2O3-TiC陶瓷中加入少量的粘结金属，如Ni和Mo等，可提高Al2O3 与TiC的连结强度，提高其使用性能，故可用于粗加工。这类陶瓷又称金属陶瓷。中国生产的牌号有AT6、LT35、LT55、M4、M5、M6、LD-1等。用其切削调质合金钢时切削速度可达一般硬质合金刀具的1~3倍，刀具寿命为硬质合金刀具的6~10倍。由于含有金属成份，所以能用电加工切割成任何形状。同时，用金刚石砂轮刃磨时，能获得较好的表面质量。LD-1是在Al2O3-TiC系陶瓷的基础上，通过添加少量的特殊微粉，利用多种增韧机制的协同作用而使断裂韧度有较大提高(可达6.0~6.6 MPa·m1/2，普通热压Al2O3-TiC陶瓷断裂韧度为4 MPa·m1/2)，用其端铣淬硬钢时刀片抗破损性能比同类LT55牌号高出30%~110%。 Al2O3-SiC晶须增韧陶瓷 在Al2O3陶瓷基体中添加20%~30%的SiCw晶须(是直径小于0.6μm，长度为10~80μm的单晶，具有一定的纤维结构，抗拉强度为7GPa，抗拉弹性模量超过700GP)而成。SiCw晶须的作用犹如钢筋混凝土中的钢筋，能成为阻挡或改变裂纹发展方向的障碍物，使其韧性大幅度提高，断裂韧度可达9MPa·m1/2，可有效地用于断续切削及粗车、铣削和扩孔等工序，适于加工镍基合金、高硬度铸铁和淬硬钢等材料。中国生产的JX-1、AW9、SG5及美国WG300、Kyon250与瑞典Sandvik公司CC670等牌号均属于这一类。 Al2O3/(W,Ti)C梯度功能陶瓷 通过控制陶瓷材料的组成分布以形成合理的梯度，从而使刀具内部产生有利的残余应力分布来抵消切削的外载应力，具有表层热导率高、有利切削热的传出、

压电陶瓷测量基本知识

压电陶瓷及其测量原理 近年来，压电陶瓷的研究发展迅速，取得一系列重大成果，应用范围不断扩大，已深入到国民经济和尖端技术的各个方面中，成为不可或缺的现代化工业材料之一。由于压电材料的各向异性，每一项性能参数在不同的方向所表现出的数值不同，这就使得压电陶瓷材料的性能参数比一般各向同性的介质材料多得多。同时，压电陶瓷的众多的性能参数也是它广泛应用的重要基础。 （一）压电陶瓷的主要性能及参数 （1）压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这一现象称为正压电效应；反之，在晶体上施加电场时，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体是否出现压电效应由构成晶体的原子和离子的排列方式，即晶体的对称性所决定。在声波测井仪器中，发射探头利用的是正压电效应，接收探头利用的是逆压电效应。 （2）压电陶瓷的主要参数 1 、介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电介质的重要品质指标之一。在交变电场下，电介质所积蓄的电荷有两种分量：一种是有功部分（同相），由电导过程所引起；另一种为无功部分（异相），由介质弛豫过程所引起。介质损耗是异相分量与同相分量的比值，如图 1 所示，I C为同相分量，I R为异相分量，I C与总电流I的夹角为，其正切值为

2、机械品质因数 机械品质因数是描述压电陶瓷在机械振动时， 材料内部能量消耗程度的一个参数， 它也是衡 量压电陶瓷材料性能的一个重要参数。 机械品质因数越大， 能量的损耗越小。产生能量损耗 的原因在于材料的内部摩擦。机械品质因数 Q m 的定义为: 谐振时振子储存的机械能 c Qm 谐振时振子每周所 损失的机械能 2 兀 机械品质因数可根据等效电路计算而得 式中 R 1为等效电阻 （Q ） , s 为串联谐振角频率（Hz ）, C 1为振子谐振时的等效电容 （F ），L 1为振子谐振时的等效电感。 Q m 与其它参数之间的关系将在后续详细推导。 不同的压电器件对压电陶瓷材料的 Q m 值的要求不同，在大多数的场合下（包括声波 测井的压电陶瓷探头），压电陶瓷器件要求压电陶瓷的 Q m 值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性， 即在其外部施加应力时能产生额外的电荷。 其产生的电荷与施加 tan 1 CR 其中3为交变电场的角频率, R 为损耗电阻，C 为介质电容。 s R 1C 1 s L 1 图1交流电路中电压-电流矢量图（有损耗时）

数控刀具材料的选用

3．3 数控刀具材料及选用 先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。 3．3．1刀具材料应具备基本性能 刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。 (2)强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3)耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。 (4)工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。 3．3．2刀具材料的种类、性能、特点、应用 1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用

金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。 ⑴金刚石刀具的种类 ①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。 ②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富，其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。 PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面质量也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。 ③CVD金刚石刀具：自从20世纪70年代末至80年代初，CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法(CVD)在异质基体(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜，CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。 CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近，兼有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点，在一定程度上又克服了它们的不足。 ⑵金刚石刀具的性能特点： ①极高的硬度和耐磨性：天然金刚石是自然界已经发现的最硬的物质。金刚石具有极高的耐磨性，加工高硬度材料时，金刚石刀具的寿命为硬质合金刀具的lO～100倍，甚至高达几百倍。 ②具有很低的摩擦系数：金刚石与一些有色金属之间的摩擦系数比其他刀具都低，摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力。 ③切削刃非常锋利：金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，天然单晶金刚石刀具可高达0.002～0.008μm，能进行超薄切削和超精密加工。 ④具有很高的导热性能：金刚石的导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，刀具切削部分温度低。 ⑤具有较低的热膨胀系数：金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，由切削热引起的

用陶瓷刀具切削高硬度材料

用陶瓷刀具切削高硬度材料 作者：日本特殊陶业(株) 住田克彦 臼井洋 具有代表性的高硬度材料有模具钢、淬火钢和轧辊等，对这种 材料以往大都采用磨削方法进 行精加工。现在为了降低生产成本而改用切削加工。 欲实现对高硬度材料进行切削加工，必须具备的条件是刀具硬度应远远高于被切削材料的硬度。此外，由于对高硬度材料进行切削加工时，刀头的温度非常高，所以它还需具备以下各种特性： 耐塑性变形性能很好，即高温硬度很好。 化学稳定性很好，即不会与被切削材料、氧气和切削液等发生化学反应，也不会出现热分解现象。 热传导率很好，即高温刀头不会因热冲击而产生缺损现象。 以往大都用立方氮化硼(CBN)刀具对高硬度材料进行高速切削和断续切削加工。与立方氮化硼刀具相比，陶瓷刀具的韧性较差，在可靠性方面也稍差一些。但陶瓷刀具的价格比立方氮化硼刀具便宜，所以在降低生产成本方面非常有利。只要在实际使用时注意刀头的形状和选择最合适的切削条件，以保证整个加工过程一开始即进入稳定状态，那么完全可以用陶瓷刀具代替立方氮化硼刀具加工高硬度材料。 本文着重介紹由日本特殊陶业公司所生产的HC4和HC5陶瓷刀具对高硬度材料进行切削加工时的特点，并以具有代表性的实例说明其效果。 切削高硬度材料的陶瓷刀具 HC4和HC5都属于Al2O3-TiC 系的陶瓷，通常人们称这种系列的陶瓷为黑陶瓷。HC5是在原来HC2基楚上增加了硬质相，并实施了微粒化，成为一种耐磨损性和耐缺损性都得到了改善的材料。HC4是在HC5的基础上增加了高融点碳化物，是一种更为微細化的适用欢迎访问e 展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ...

陶瓷刀十大品牌

陶瓷刀具的生产工艺并不复杂，所以很多大小厂都可以生产，但质量参差不齐，名牌产品总是让我们放心一点，下面是陶瓷刀的十大品牌，大家可以参考一下：1、京瓷KYOCERA（日本，国际陶瓷刀品牌）于1959年作为精密陶瓷的专业生产商在日本京都成立，经过50多年的发展，已经成为陶瓷刀的著名品牌。 2、双立人(德国，世界高品质刀具) 德国产品，它拥有谜一般的钢材配方，独步天下的冰锻工艺，是一种极至生活品质与尽善尽美精神的经典象征。 3、好太太(中国著名品牌，中国陶瓷刀王) 来自中国的陶瓷刀专业制造领先者，产品秉承“简约时尚、浑然天成”的美学理念，打造令人“悦然心动、品味之选”的陶瓷刀精品系列，是目前国内最好的陶瓷刀品牌之一。 4、山特维克（瑞典,切削刀具世界领导品牌) 来自瑞典，其产品由硬质合金，高速钢以及包括钻石和特殊陶瓷在内的其它硬质材料加工制造而成。 5、美帝亚（中国，国内陶瓷刀一线品牌）属国产刀具品牌，有着先进的研发、制造技术，在业界声誉颇高，产品畅销欧美。 6、三菱Mitsubishi（日本，世界品牌）三菱刀具三菱集团的产品之一,在整个刀具行业都享有声誉,不仅提供先进的产品和技术,同时不断创新,快速、准确地把握市场动态，提供适合客户需求的刀具产品。 7、山高Seco（瑞典品牌,工业刀具世界品牌）瑞典山高刀具公司（Seco Tools AB）集研发、生产和销售金属加工用各类硬质合金刀具为一体，产品广泛应用于汽车、航空航天、发电设备、模具、机械制造等行业，在全球市场享有盛名，被誉为“铣削之王”。 8、肯纳Kennametal（美国，硬质合金刀具品牌）世界著名的硬质合金刀具品牌，肯纳公司在美国本土共有28个制造工厂，在海外则有25个制造工厂。 9、美瓷（中国，国内知名品牌）国内品牌，公司生产各种陶瓷刀，有水果刀、套刀、厨具刀等。 10、小师傅（中国，国内知名品牌）位于“中国刀剪之都”—广东阳江，是一家集刀具为主、厨房五金为辅的设计开发、生产、销售、服务于一体的现代化专业企业。产品受到人们的普遍赞扬。

氧化铝陶瓷刀具的研究与应用

高速加工技术论文 氧化铝陶瓷刀具的研究与应用 院系：燕山大学机械工程学院 班级：11硕研机制系 组长：明 组员： 指导老师： 时间：2011年12月01日

氧化铝陶瓷刀具的研究与应用 摘要:作为先进制造技术,高速切削技术能大幅度地提高加工品质和加工效率,并能降低加工成本。高速切削已经成为切削加工的主要发展方向。为真正实现切削加工的高速化，不仅要研究开发与高速切削相适应的材料，还要不断改进刀具结构，并对刀具的动平衡和可靠性进行分析。目前，国际上现已发展的陶瓷刀具主要是氧化铝基(Al2O3) 和氮化硅基( Si3N4) 两大系列。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温性能，与金属的亲合力小，并且化学稳定性好。因此，陶瓷刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料，实现以车代磨。 关键词：高速加工、氧化铝陶瓷刀具、高硬度、高耐磨性、抗高温 1、陶瓷刀具的材料及选择 陶瓷材料比硬质合金更适合于高速切削，陶瓷材料与金属亲合力小，热扩散磨损就很小。另外，陶瓷的高温硬度优于硬质合金，在1200 ℃~1400℃时仍能达到HRA80，相当于硬质合金400℃以下的硬度。 氧化铝陶瓷硬度高、耐磨性好，但韧性不足，抗热振能力差，易于发生刃口早期破损。通过加入ZrO2形成的相变增韧复合陶瓷Al2O3一ZrO2，和由具有高横向断裂强度的SiC晶须组成的晶须强化陶瓷Al2O3一SiC以及Al2O3一SiC+金属等Al2O3基陶瓷断裂韧性和强度有较大的提高，强了耐冲击和断续切削的能力，如Al2O3一ZrO2，能以1000m/mi的切削速度铣削硬度小于HRC38的钢件和HB300的铸铁件。 氮化硅(Si3N4)陶瓷具有较高的强度、韧性和抗热振能力，刀具耐用度显著提高，尤其提高了断续切削的可靠性。通过在Si3N4基体添加YO、Al2O3和TiC(N)等形成的氮化硅系陶瓷，具有良好的烧结工艺性并能保持优良的切削性能。近期开发的XE10是一种高强韧性的纤维状的高纯度高密度Si3N4陶瓷, 断裂韧性达7.0MPa2M1\2，热传导率比其它陶瓷高,2倍，抗热冲击性强，在铸铁的有冷却液高速断续切削中获得较高的刀具寿命。 2、陶瓷刀具的结构设计 2.1、合理的刀具几何参数 刀具合理的几何参数是指粗加工或半精加工时能保证刀具具有较高的生产率和刀具耐用度，精加工时在具有较高的刀具耐用度的基础上保证加工出符合预定尺寸精度和表面质量的工件的刀具几何参数。目前陶瓷刀具的一些新品种在强度和韧性方面有了较大的提高，但毕竟是脆性材料，抗弯强度较低而抗压强度高。为了充分发挥它的长处，应尽力使陶瓷刀具切削时工作在压应力区，并尽量减少振动，利于提高工艺系统的刚性，从实验得知：当前角 取- 6°~ - 8°，后角α0取5°~ l2°，主偏角K r取45°，刃倾角λs取0 ~ - l0°，圆角半径γε取0. 6 ~ 0. 9mm，b r取0. 4 ~ 0. 6mm时，陶瓷刀具的切削性能较为理想。 2.2、合理的切削用量

陶瓷基本知识(1)

陶瓷基本知識(HOUSEWARTRE) 一.前言 由於陶瓷的普遍應用,目前已成為人們日常生活的必備品,IN OUR HOUSEW ARE DEPT., 陶瓷是MAIN PROJECT. 占出貨量40%, 是一個非常重要的產品. 陶瓷在中國歷史悠久, “CHINA”一詞既有瓷器的意思,近年, 國家更鼓勵出口,退稅升到13%,是目前退稅比例最高的產品之一. 二.陶和瓷區別: 1)直觀區分: 陶(EARTHWARE)比瓷輕20%. 2)燒成溫度不同: 陶要求1100度左右可燒成. 瓷要求1200-1400溫度可燒成. 3)堅硬度不同: 陶由於燒成溫度低,顆粒較大,結構上未完全燒結,胚體硬度不很大,甚至可以用鋼刀划出痕跡,瓷由於燒成溫度高,較脆,鋼刀划不出痕跡. 所以,業內人士認為,陶燒成溫度提高就變成瓷. 4)透明度不同: 陶不透明,即使很薄,也不具備半透明特點. 瓷有一定透明度,其中骨瓷(BONE CHINA)最好,烒瓷(STONEWARE)最差. 5.原料不同: 陶一般黏土即可制胚燒成. 瓷一般有高領土等混合物制成. 高領土再燒成溫度達到陶溫度時,即為陶,提升溫度, 即可生成瓷,黏土卻不能,提升溫度後燒成為玻璃質. 現在陶,瓷都在演變中, 派生出無數新品種, 他們的屆線也並非絕對,傳統的講,在吸水性, 收縮率, 釉面上都有差異, 這些專業性太強就不講了. 三.陶瓷基本生產工藝: 陶,瓷在生產工藝上看差不多, 幾條主要設備大致如下: 原料(基秞: 高領土, 長石, 黏土, 陶石, 石英…..) 加一定水混合 壓干成片 打碎 煉泥 切片 成型 (成型手段分注漿, 壓制, 軋制…..) 烘乾 修胚 素燒

陶瓷车刀的性能及使用

陶瓷车刀的性能及使用 来源：华菱超硬刀具 引言陶瓷车刀作为非金属刀具材料，在金属切削领域中广泛应用，本文根据陶瓷刀片、立方氮化硼刀片的种类和性能，浅谈它们的使用区别及其适合加工材质。（本文出处：华菱超硬刀具----量体裁衣的服务，最优化的刀具解决方案） 一，陶瓷车刀的种类及发展脉络 陶瓷刀片的种类及发展：陶瓷刀片最明显的发展线条是刀片的韧性依次增强：氧化铝陶瓷刀片—-复合氧化铝陶瓷刀片--氮化硅陶瓷刀片--立方氮化硼刀片。 在金属切削领域，氧化铝陶瓷刀片和氮化硅陶瓷刀片合称为陶瓷刀片；在无机非金属材料学中，立方氮化硼材料归于陶瓷材料大类，立方氮化硼材料刀具的问世，是陶瓷刀具的革命。我国华菱超硬作为国内最早研究聚晶立方氮化硼材料的研究所之一，最近推出纯氮化硼烧结体陶瓷刀片，其韧性和耐磨性能显著增加。 二，陶瓷车刀的性能及适合加工材料 陶瓷刀片比硬质合金刀片相比，可承受2000℃的高温，而硬质合金在800℃时则变软；所以陶瓷刀片更具有高温化学稳定性，可高速切削，但其缺点是氧化铝陶瓷刀片的强度和韧性很低，容易破碎。因陶瓷刀片耐高温，对高温高速切削更有利，由于陶瓷热导率低，高温只在刀尖，高速切削所产生的热量都随切屑带走，所以大部分研究者认为：氧化铝陶瓷刀片能够，且最好高于硬质合金切削的10倍线速度下进行切削，才能真正体现陶瓷刀片的优点。 为了减低陶瓷刀片对破碎的敏感性，在企图改善其韧性、提高耐冲击性能时，加入了氧化锆或加入碳化钛与氮化钛的混合物。尽管加入了这些添加剂，但是陶瓷刀片的韧性比硬质合金刀片还是低得多。 另一个提高氧化铝陶瓷刀片韧性的方法是在材料中加入结晶纹理或碳化硅晶须，通过这些特殊的平均起来仅有1纳米直径，20微米长很结实的晶须，相当程度地增加了陶瓷的韧性、强度和抗热冲击性能。单受其抗冲击韧性限制，一直精车加工领域中使用。 和氧化铝陶瓷刀片一样，氮化硅陶瓷刀片比硬质合金刀片有更高的热硬性。它耐高温与机械冲击的性能也比较好，与氧化铝陶瓷刀片相比它的缺点是在加工钢时它的化学稳定性不足。可是，用氮化硅陶瓷刀片可在1450英尺/分或更高的速度下加工灰铸铁。 陶瓷刀片的适合加工材质：陶瓷刀片不能用于加工铝，而对灰铸铁、球墨铸铁、淬硬钢和某些未淬硬钢、耐热合金则特别适合。可是对这些材料而言，陶瓷刀片应用成功，还需要刀片刃口的外观及微观质量保证，并需要最佳的切削参数。 三，立方氮化硼刀片的性能及适合加工材质 立方氮化硼刀片的硬度比陶瓷刀片高很多，由于硬度高，与金刚石并称为超硬材料，常用来加工硬度高于RC48的材料，它有极好的高温硬度--高达2000℃，尽管比硬质合金刀片脆，但与陶瓷刀片相比，冲击强度和抗破碎性能有明显提高。此外，一些特制的立方氮化硼刀片（华超超硬BN-S10和BN-s20牌号）能抵御大余量粗加工的切屑负荷，并能承受间断切削加工时的冲击以及精加工时的磨损和切削热，这些特点可以满足用立方氮化硼刀片粗加工淬火钢等难加工材料。 焊接式CBN刀片的立方氮化硼复合层是比较脆弱的，所以它常用于加工单边余量0.3mm以内的工件。华菱超硬HLCBN系列整体烧结立方氮化硼刀片可以大余量切削加工难加工材料，特别在在强断续切削加工中领先于整个超硬材料刀具行业，HLCBN作为民族超硬刀具品牌名扬海外，在世界超硬刀具界独树一帜。 纯氮化硼烧结刀片：华菱超硬最新研制成果，是一种采用纯氮化硼材料制成的刀片，其ＣＢＮ含量达到１００％，经过纯烧结形成的氮化硼陶瓷刀片，其硬度和热传导率比更高，切削高硬度黑色金属材料时，刀片刃口不会发生常见的受热龟裂与缺屑；与含有其它结合材

铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之一

铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之一 铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。 可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可以制作红外探测器等。也可用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。广泛应用于航天、军工、新能源产品。 这里介绍的目的，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供参考。另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。 一般性描述： 铁电陶瓷(ferroelectric ceramics)材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。铁电陶瓷的主要特性为：(1)在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；(2)存在电畴；(3)发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss定律；(4)极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；(5)介电常数随外加电场呈非线性变化；(6)在电场作用下产生电致伸缩或电致应变。其电性能：高的抗电压强度和介电常数。在一定温度范围内(-55～+85℃)介电常数变化率较小。介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。 铁电陶瓷拥有优良的电学性能，在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；介电常数随外加电场呈非线性变化。利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热

释电性可制作红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性，其具有很高的应用前景。 铁电陶瓷的特性决定了它的用途。利用其高介电常数，可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，电容量可高达0.45μF/cm2。利用其介电常数随外电场呈非线性变化的特性，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可以制作红外探测器等。利用其压电性可制作各种压电器件。此外，还有一种透明铁电陶瓷，具有电光效应，可用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。 目前，全球铁电元件的年产值己达数百亿美元。铁电材料是一个比较庞大的家族，当前应用的最好的是陶瓷系列，其已广泛应用于军事和工业领域。但是由于铅的有毒性及此类铁电陶瓷材料居里温度低、耐疲劳性能差等原因，应用范围受到了限制。因此开发新一代铁电陶瓷材料己成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。 细分的品种有⑴层状铁电陶瓷，⑵弛豫型铁电陶瓷，⑶含铅型铁电陶瓷，⑷无铅型铁电陶瓷，⑸反铁电陶瓷材料，⑹可能的新型铁电陶瓷材料。