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随着(zhe)材料(liao)科学及刀(dao)具工艺(yi)的(de)(de)发展，具有高(gao)强度(du)(du)、高(gao)硬度(du)(du)、耐磨、耐腐蚀(shi)、耐高(gao)温等(deng)性能的(de)(de)陶(tao)瓷材料(liao)已(yi)经成为新一代高(gao)性能刀(dao)具的(de)(de)主要原材料(liao)，除(chu)了应用(yong)于食(shi)器、装饰上以外，在工业发展中也(ye)起(qi)着(zhe)十分重要的(de)(de)作用(yong)。

陶瓷(ci)刀(dao)具（来源：ngkntk.com）

在这些(xie)陶(tao)瓷刀具中，氧化铝(Al₂O₃)刀具是被(bei)应(ying)用(yong)得很广的(de)一(yi)类(lei)，具有物美价廉的(de)优势，被(bei)大量应(ying)用(yong)于硬(ying)(ying)材料切(qie)(qie)(qie)割、高(gao)速(su)钢(gang)切(qie)(qie)(qie)割、超高(gao)速(su)切(qie)(qie)(qie)割等一(yi)些难加工(gong)材料的(de)切(qie)(qie)(qie)割。由于氧化(hua)铝陶瓷刀具的(de)最佳切(qie)(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)比一(yi)般的(de)硬(ying)(ying)质(zhi)合金(jin)刀具高(gao)，因此可大幅(fu)提(ti)高(gao)对(dui)不同材料的(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)效率。

各类型(xing)的(de)氧(yang)化铝基陶(tao)瓷刀(dao)具(ju)

不(bu)(bu)过就像做菜一(yi)样，调味不(bu)(bu)一(yi)样时(shi)成品出来的效果也会大不(bu)(bu)同。通过对粉体(ti)配方的调整(zheng)，氧化铝(lv)刀具其实(shi)也有很(hen)多种玩法(fa)！

1、白陶瓷(ci)

当Al₂O₃基陶(tao)瓷中(zhong)的杂质(zhi)含量不足0.1%时，称(cheng)为白陶(tao)瓷，它的纯(chun)度比较(jiao)高，其中(zhong)杂质(zhi)的成分多为氧(yang)化镁或者(zhe)是氧(yang)化钛等，它的耐磨性(xing)非常好，主(zhu)要应用于高速切削灰铸铁等材料，然而，它的强度很(hen)低，韧性(xing)以及(ji)抗(kang)热性(xing)能都比较(jiao)差(cha)。

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为(wei)了提高韧性，一是可以(yi)通过制备出粒径尺寸在100 am以(yi)下的单分散α-Al₂O₃纳(na)米粉，利用(yong)纳(na)米氧化铝的(de)高活性，采用(yong)先进(jin)的(de)烧结技术在(zai)较(jiao)低的(de)制(zhi)备温(wen)度得(de)到细(xi)晶氧化铝陶瓷(ci)；二是在(zai)纯Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂作(zuo)为烧结助(zhu)剂来提(ti)高它的断裂韧性。这些技(ji)术都可以弥补(bu)原先(xian)氧化(hua)铝(lv)陶(tao)瓷(ci)的不足，提(ti)高它的切(qie)削性能(neng)和耐用度(du)。

不过也(ye)因为纯Al₂O₃陶瓷刀具高温性(xing)能、耐磨损性(xing)较好(hao)，但抗弯强度较低、抗抗冲(chong)击能力差的特点，目(mu)前它越来越多地被各种复合Al₂O₃陶瓷刀具所替代。

2、黑陶瓷(ci)

当Al₂O₃基陶(tao)(tao)瓷中的其(qi)他物质的含(han)量达(da)到20%~30%时，因其(qi)颜色多为(wei)(wei)黑(hei)色而被称为(wei)(wei)黑(hei)陶(tao)(tao)瓷，其(qi)他物质的成分多数为(wei)(wei)碳化钛(TiC)，一般和Al₂O₃经过加热压制(zhi)而成(cheng)，形成(cheng)复合陶瓷。

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由于添加(jia)了碳(tan)化钛，所以这种复合陶(tao)瓷的(de)(de)硬度要比白陶(tao)瓷的(de)(de)硬度大，它(ta)的(de)(de)强度、耐(nai)磨性以及(ji)热硬性都比白陶(tao)瓷要好，即使在高温下(xia)也能抑(yi)制因热量引起的(de)(de)刀尖变形。充分利用这个性质，可进行高硬度材料（高强度钢等(deng)，最高至HRC65）的(de)(de)高速精加(jia)工。

3、金(jin)属陶瓷

在黑陶(tao)(tao)瓷(ci)中加入(ru)微量的(de)镍或(huo)是钼等(deng)金(jin)属(shu)，经过加热压制处理而(er)形成(cheng)的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)叫做金(jin)属(shu)陶(tao)(tao)瓷(ci)。金(jin)属(shu)陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)抗(kang)弯性以(yi)及刚度(du)都(dou)比较(jiao)强，主(zhu)要应(ying)用于切削调制合(he)金(jin)钢，它(ta)的(de)切削速度(du)以(yi)及刀具(ju)的(de)使用寿命都(dou)比一般(ban)的(de)刀具(ju)要强，并且因为金(jin)属(shu)陶(tao)(tao)瓷(ci)中含有少量的(de)金(jin)属(shu)成(cheng)分，从而(er)可以(yi)获(huo)得较(jiao)细(xi)的(de)表面质(zhi)量。

4、晶须增强(qiang)陶(tao)瓷

晶须增强陶(tao)瓷是最近发展(zhan)起来(lai)的一类(lei)陶(tao)瓷材(cai)料，这类(lei)材(cai)料中大多(duo)含有线(xian)状的碳化硅纤(xian)维，在(zai)Al₂O₃陶(tao)瓷(ci)(ci)中(zhong)添(tian)加(jia)了碳化硅纤维以(yi)(yi)后(hou)，陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)耐磨(mo)性以(yi)(yi)及(ji)强度(du)都会有(you)所提高，并且它的(de)断(duan)裂(lie)韧性是以(yi)(yi)前的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)断(duan)裂(lie)韧性的(de)二(er)倍。研(yan)究(jiu)发现，采用SiC晶须增(zeng)韧的(de)氧(yang)化铝陶(tao)瓷(ci)(ci)刀具材料(liao)的(de)断(duan)裂(lie)韧度(du)可达8.10MPa·m^1/2，而采用TiC、TiN以及SiC等第(di)二相(xiang)颗粒弥散增韧(ren)时的断裂韧(ren)度一般很难(nan)达(da)到(dao)7MPa·m^1/2以(yi)上。

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由于(yu)添加(jia)SiC晶须(xu)(xu)(xu)能(neng)够有效提高氧(yang)化(hua)铝陶瓷(ci)刀(dao)具材料的(de)断裂韧度(du)、抗(kang)弯强度(du)和硬度(du)，因(yin)此从(cong)20世(shi)纪80年代(dai)开始，随(sui)着SiC晶须(xu)(xu)(xu)商(shang)业化(hua)生产的(de)实现，国内外各种牌(pai)号的(de)SiC晶须(xu)(xu)(xu)增韧氧(yang)化(hua)铝陶瓷(ci)刀(dao)具材料也得(de)以研制(zhi)成功并投入使用(yong)，目前主要应用(yong)于(yu)切削(xue)淬火钢(gang)以及工具钢(gang)等。

总结(jie)

不(bu)(bu)(bu)看不(bu)(bu)(bu)知道，原来单纯氧化铝一种材料在(zai)刀具(ju)上就有这么(me)多的玩法。不(bu)(bu)(bu)过随着陶(tao)(tao)瓷材料不(bu)(bu)(bu)断深入的研究(jiu)与开(kai)发，陶(tao)(tao)瓷刀具(ju)在(zai)金属切削加(jia)工业中的应用还(hai)会不(bu)(bu)(bu)断地扩展。为了(le)满足现代社会对(dui)制造(zao)业发展的需要，一定还(hai)会有更多性(xing)能更加(jia)优良的陶(tao)(tao)瓷复合(he)材料刀具(ju)问(wen)世(shi)，就让我们拭目以待。

粉体圈(quan)