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随着(zhe)材料(liao)科学及刀具(ju)工艺的(de)发(fa)(fa)展，具(ju)有高强度、高硬(ying)度、耐(nai)磨、耐(nai)腐蚀(shi)、耐(nai)高温等性(xing)能(neng)的(de)陶瓷材料(liao)已经成(cheng)为新(xin)一代高性(xing)能(neng)刀具(ju)的(de)主(zhu)要原(yuan)材料(liao)，除(chu)了应用于食器(qi)、装饰上以外，在工业发(fa)(fa)展中也(ye)起着(zhe)十分重要的(de)作用。

陶瓷刀具（来源：ngkntk.com）

在这(zhei)些陶瓷刀(dao)具中，氧(yang)化铝(Al₂O₃)刀具(ju)是被应用得很广(guang)的一类(lei)，具(ju)有物(wu)美价廉的优势，被大量应用于硬材(cai)料(liao)切(qie)(qie)割、高(gao)速钢切(qie)(qie)割、超高(gao)速切(qie)(qie)割等(deng)一些难加工材(cai)料(liao)的切(qie)(qie)割。由于氧(yang)化铝陶瓷(ci)刀具(ju)的最佳切(qie)(qie)削(xue)速度比(bi)一般的硬质合(he)金(jin)刀具(ju)高(gao)，因此可大幅提高(gao)对不同材(cai)料(liao)的切(qie)(qie)削(xue)效率。

各(ge)类型(xing)的氧化铝基陶瓷刀具(ju)

不(bu)过就(jiu)像做菜一样，调味不(bu)一样时成品出来的效果也会大不(bu)同(tong)。通过对粉(fen)体配方的调整，氧化铝刀(dao)具其实也有(you)很(hen)多种(zhong)玩法！

1、白(bai)陶瓷(ci)

当Al₂O₃基(ji)陶瓷中的杂(za)质(zhi)含量(liang)不足0.1%时，称为(wei)白(bai)陶瓷，它的纯度(du)(du)比较高(gao)，其中杂(za)质(zhi)的成分多(duo)为(wei)氧化镁或者(zhe)是氧化钛等，它的耐磨(mo)性非常好，主要应用于高(gao)速(su)切削灰(hui)铸铁等材料，然(ran)而，它的强度(du)(du)很低，韧性以及抗热性能(neng)都比较差。

来源：ntkcuttingtools.com

为了提高(gao)韧性，一是(shi)可以通过制(zhi)备出粒径尺寸在100 am以下的单分散α-Al₂O₃纳米(mi)粉(fen)，利用(yong)纳米(mi)氧(yang)化铝(lv)的(de)高(gao)活(huo)性，采用(yong)先进的(de)烧结技术在较低的(de)制(zhi)备温度得到细晶氧(yang)化铝(lv)陶瓷；二是(shi)在纯Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂作为烧结(jie)助剂来提高(gao)它的断裂韧性。这些技术都(dou)可以弥补原先氧化铝陶瓷的不足，提高(gao)它的切削性能和耐用(yong)度。

不(bu)过也因为纯Al₂O₃陶瓷刀具高温性(xing)能、耐磨损性(xing)较好，但抗弯强度较低、抗抗冲击(ji)能力(li)差的特(te)点，目前它(ta)越来越多地被各种复合Al₂O₃陶瓷刀具所替(ti)代。

2、黑陶瓷(ci)

当(dang)Al₂O₃基(ji)陶瓷中的(de)(de)其(qi)他(ta)物质的(de)(de)含量达到20%~30%时，因其(qi)颜色多为黑(hei)色而(er)被称为黑(hei)陶瓷，其(qi)他(ta)物质的(de)(de)成分多数为碳化(hua)钛(TiC)，一般和Al₂O₃经过加热(re)压制而成，形成复(fu)合陶瓷。

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由于添加了碳化钛，所以(yi)这种(zhong)复合陶瓷(ci)的(de)硬度(du)要比白(bai)(bai)陶瓷(ci)的(de)硬度(du)大(da)，它的(de)强度(du)、耐磨性以(yi)及热硬性都比白(bai)(bai)陶瓷(ci)要好，即使在(zai)高温下也能抑(yi)制因热量(liang)引起的(de)刀尖变(bian)形。充分利用这个(ge)性质(zhi)，可进行高硬度(du)材料(liao)（高强度(du)钢等，最(zui)高至HRC65）的(de)高速精加工(gong)。

3、金属(shu)陶(tao)瓷

在(zai)黑(hei)陶(tao)(tao)瓷(ci)中加入(ru)微量(liang)的镍或是钼等金(jin)(jin)属，经过加热压制处(chu)理而形成的陶(tao)(tao)瓷(ci)叫做金(jin)(jin)属陶(tao)(tao)瓷(ci)。金(jin)(jin)属陶(tao)(tao)瓷(ci)的抗弯性以及刚度都比(bi)较强(qiang)，主要应用于(yu)切(qie)削(xue)调(diao)制合金(jin)(jin)钢，它(ta)的切(qie)削(xue)速(su)度以及刀具(ju)的使用寿命都比(bi)一般的刀具(ju)要强(qiang)，并且因为金(jin)(jin)属陶(tao)(tao)瓷(ci)中含有少(shao)量(liang)的金(jin)(jin)属成分，从(cong)而可以获(huo)得较细的表(biao)面质量(liang)。

4、晶须增强陶瓷

晶(jing)须增强陶(tao)瓷(ci)是(shi)最近发展起来的一类陶(tao)瓷(ci)材料，这类材料中大(da)多含有线状的碳化硅纤维，在(zai)Al₂O₃陶瓷(ci)(ci)中添加了碳化(hua)硅(gui)纤维(wei)以(yi)(yi)后，陶瓷(ci)(ci)的耐磨性以(yi)(yi)及强度都会有所提(ti)高，并且(qie)它的断裂韧(ren)(ren)性是以(yi)(yi)前(qian)的陶瓷(ci)(ci)断裂韧(ren)(ren)性的二倍。研究(jiu)发(fa)现，采用SiC晶须增韧(ren)(ren)的氧化(hua)铝陶瓷(ci)(ci)刀具(ju)材料(liao)的断裂韧(ren)(ren)度可达8.10MPa·m^1/2，而采用TiC、TiN以及SiC等(deng)第(di)二相颗(ke)粒弥散增(zeng)韧时的(de)断裂韧度一般(ban)很(hen)难达到(dao)7MPa·m^1/2以(yi)上。

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由于添加SiC晶(jing)须(xu)能(neng)够有效提高氧化铝陶(tao)瓷刀具(ju)材(cai)料的断裂韧(ren)(ren)度、抗弯强度和(he)硬度，因此从20世纪80年代开(kai)始(shi)，随着SiC晶(jing)须(xu)商业化生产的实现，国内(nei)外各种牌号的SiC晶(jing)须(xu)增韧(ren)(ren)氧化铝陶(tao)瓷刀具(ju)材(cai)料也得以(yi)研制成功(gong)并投入(ru)使用(yong)(yong)，目前主要应用(yong)(yong)于切(qie)削(xue)淬(cui)火钢以(yi)及(ji)工具(ju)钢等。

总结

不(bu)看不(bu)知道，原来单纯(chun)氧(yang)化(hua)铝(lv)一种材料在刀(dao)(dao)具(ju)上就(jiu)有这么多的(de)(de)玩法。不(bu)过随着(zhe)陶(tao)瓷(ci)(ci)材料不(bu)断(duan)深入(ru)的(de)(de)研究与开(kai)发，陶(tao)瓷(ci)(ci)刀(dao)(dao)具(ju)在金属切削加工业(ye)中的(de)(de)应(ying)用还会不(bu)断(duan)地扩展(zhan)。为(wei)了满足现代社会对制造(zao)业(ye)发展(zhan)的(de)(de)需(xu)要，一定(ding)还会有更多性能更加优良的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)复(fu)合材料刀(dao)(dao)具(ju)问(wen)世，就(jiu)让我(wo)们拭(shi)目(mu)以待。

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