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新型陶瓷刀具的研发新进展

陶瓷刀具是以陶瓷材料为主要原材料制成,并供金属切削用的工具。它在高速切削条件下能保持良好的强度、硬度、耐磨性、化学稳定性等特性,而且不易与金属粘附,使用寿命长。由于陶瓷刀具具有这些优越性,现已成为高速切割难以加工材料的主要刀具之一。$$ 陶瓷刀具的研发起始于20世纪初,自从那时起,人们对陶瓷刀具的研发从未间断,特别是近20年来在新型陶瓷刀具的研发方面了取得了显著进展,获得了许多重大研究成果,大大促进了陶瓷刀具的创新、应用与发展。其中特别引入注目的研发成果有陶瓷--硬质合金刀具、粉未表面涂层陶瓷刀具、梯度功能陶瓷刀具和纳米改性碳化钛基金属陶瓷刀具、与普通陶瓷刀具相比,这些新型陶瓷刀具具有共同的特点是各项性能进一步提高,其应用与发展才能更加广阔。$$ 1、陶瓷———硬质合金陶瓷刀具$$ 这种陶瓷刀具是由陶瓷材料与硬质合金通过烧结成一体为而成,其结构是表层为陶瓷材料,底层或间层为硬质合...  (本文共2页) 阅读全文>>

《工具技术》2019年10期
工具技术

金属陶瓷刀具高速切削钛合金试验研究

1 引言高速切削加工技术[1]是一种集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术,在航空航天、汽车模具以及超精密微细加工等领域获得了广泛应用。钛合金拥有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、低温性能好以及生物相容性优越等众多优良特性,但同时具有导热系数小、弹性模量低和高温化学活性强等难加工特性,在切削加工中存在切削速度低、刀具易磨损和生产成本高等问题[2,3]。金属陶瓷作为刀具材料,能够结合金属和陶瓷两种材料的性能优势获得理想的切削性能。根据金属陶瓷刀具中主要非金属相的种类,可将其分为氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、碳氮化物基金属陶瓷和硼化物基金属陶瓷等。Ti(C,N)基金属陶瓷韧性不如硬质合金,但具有较好的红硬性、耐磨性、抗月牙洼磨损能力、耐腐蚀性和化学稳定性,且摩擦系数小,被广泛用于金属材料的切削加工[4,5]。本文采用自主研发的低缺陷Ti(C,N)基金属陶瓷刀具进行TC4钛合金的高速切削加工,通过单因素法对刀具的几何参数和切削性能进...  (本文共5页) 阅读全文>>

《黑龙江科技信息》2017年04期
黑龙江科技信息

技术创新助推新型陶瓷刀具在机加工中的应用优势凸显

一个行业的发展好坏,总会牵动着与之相关的行业命运。尤其在机械加工行业发展的过程中,许多领域因此而不断进步,借着这一东风不断精进自身特长,在市场中占据一席之地。机械加工是一个复杂的行业,牵涉到诸多领域。机械加工最关键的就是加工工艺,随着工艺的不断进步,相关刀具的技术含量也在不断提升。新型陶瓷刀具的诞生为机械加工行业注入了无限的生机,其所带动的不仅是相关技术创新,更可以提高产品质量,减少生产成本。先进的技术要配以先进的设备才能够使技术充分发挥,因此,对刀具就提出了更高的要求,耐高温、强度高等特性成为衡量一个刀具是否合格的基础。在这种情况下,新型陶瓷刀具在具备上述特性的同时,还能够满足机械加工的要求,提高加工质量,而这与刀具的技术创新是分不开的。1新型陶瓷刀具的加工机理与传统刀具相比,新型陶瓷刀具重在技术创新,这种创新可通过分析刀具的加工机理来印证。新型陶瓷刀具的创新点在于,其加工方式经过了一定的改进,摆脱了传统机械加工形式。与普通刀...  (本文共1页) 阅读全文>>

《铸造技术》2017年02期
铸造技术

高速切削用金属陶瓷刀具的制备及磨损机理研究

在智能化制造中,高速切削是数控机床发展的一个重要方向。高速切削不仅可大幅提高切削效率,还可提高工件的表面精度,大幅降低切削成本[1-5]。金属陶瓷刀具是20世纪60年代发展起来的一种新型机床加工用刀具。金属陶瓷一方面具有金属材料的高韧性和抗冲击的特点,另一方面还具有陶瓷材料高硬度、抗氧化以及耐高温的特点,是制造机床高速切削刀具的必然选择[4-7]。目前,国内机械加工用刀具主要是WC-Co系列硬质合金,而日本已经有将近1/3的机械加工用刀具采用了Ti(C,N)系金属陶瓷;美国和欧洲等地区使用金属陶瓷刀具的比例也达到了10%以上[5-9]。因而,开发新型Ti(C,N)系金属陶瓷刀具以适应机床高速切削势在必行。本文利用微米级的高熔点、高硬度的Ti N和Ti C为主要原料,利用微米级Mo、Ni以及WC为添加剂,烧结制备机床高速切削用Ti(C,N)复合金属陶瓷刀具,并探讨其组成、结构以及切削性能之间的关系,为机床高速切削用新型刀具的开发提...  (本文共3页) 阅读全文>>

《西安工业大学学报》2017年05期
西安工业大学学报

高寿命陶瓷刀具材料性能配置优化

超高强度钢具有相当高的强度和韧性,由于其合金元素含量较低,加工工艺简单,成本相对低廉,因此被广泛的应用于航空、航天和常规武器等领域.300M(40CrNi2Si2MoVA)是一种中碳低合金超高强度钢,具有超高强度的特性,而且抗应力腐蚀、抗疲劳性能也非常好.到目前为至,300M已成为世界上强度最高、综合性能最好和应用最广泛的飞机起落架用钢[1].但是低的热学性能,高温强度,加工硬化严重和高刀-工亲合力的综合作用,使得超高强度钢成为一种难加工材料[2-3].目前,超高强度钢的加工仍然主要使用硬质合金工具.然而,随着高材料去除率和高表面质量需求的增加,使用硬质合金刀具进行高速加工难以实现.陶瓷刀具材料具有高的硬度/耐磨性、优良的高温性能、好的化学稳定性,并且与金属的亲合力小,不易与金属产生粘结,因此其被广泛的应用于高速切削、干切削和硬切削等切削加工,已成为21世纪最有希望、最有竞争力的刀具材料之一[4-5].通常使用“试错法”和半经验...  (本文共6页) 阅读全文>>

《齐鲁工业大学学报(自然科学版)》2017年04期
齐鲁工业大学学报(自然科学版)

陶瓷刀具材料晶粒桥联行为模拟

脆性断裂是陶瓷材料主要的破坏形式。陶瓷材料的断裂常起源于气孔、微裂纹等内部缺陷。在外载作用下裂纹不断扩展,在扩展过程中会受到微观组织中的不均匀因素(如晶界、气孔、夹杂、第二相粒子等)的影响。晶界、第二相粒子以及第二相颗粒与基体晶粒之间的热胀失配等可能会引起裂纹的偏转、钉扎和桥联,从而提高了材料的断裂能[1]。在微观尺度下研究陶瓷材料的断裂行为,有助于研究微观组织对断裂强度和韧度等宏观力学性能的影响关系,为设计材料提供重要的理论基础[2]。不少研究者发现[3-4],在裂纹尺寸与材料晶粒尺寸相当的情况下,陶瓷材料的断裂韧度表现出随裂纹尺寸的增大而增加的趋势。导致该现象的机制是裂纹尖端尾区的晶粒桥联行为[5]。裂纹在从晶粒尺度扩展至宏观尺度过程中,遇到较大晶粒后,其扩展路径发生了显著变化,而大晶粒的存在相当于在两个相对的裂纹面之间架了一座“桥”[1]。随着裂纹的进一步扩展,两个相对裂纹面之间距离的增大将受到晶粒这种“架桥”作用的抑制,...  (本文共5页) 阅读全文>>