超硬刀具材料

    超硬材料是指以金剛石為代表的具有很高硬度物質(zhì)的總稱。超硬材料的范疇雖沒有一個嚴格的規(guī)定，但人們習慣上把金剛石和硬度接近于金剛石硬度的材料稱為超硬材料。

金剛石

        金剛石是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最硬的一種材料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導熱性等性能，在有色金屬和非金屬加工中得到廣泛的應(yīng)用，尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中，如轎車發(fā)動機缸體、缸蓋、變速箱和各種活塞等的加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具。近年來，由于數(shù)控機床的普及和數(shù)控加工技術(shù)的高速發(fā)展，可實現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性、長壽命加工的金剛石刀具的應(yīng)用日漸普及。金剛石刀具現(xiàn)在和將來都是數(shù)控加工中不可缺少的重要刀具。

        立方氮化硼(CBN) 立方氮化硼是氮化硼的同素異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度高達8000～9000HV，耐熱度達1400℃，耐磨性好。近年來開發(fā)的多晶立方氮化硼(PCBN)是在高溫高壓下將微細的CBN顆粒通過結(jié)合相燒結(jié)在一起的多晶材料，既能勝任淬硬鋼(45~65HRC)、軸承鋼(60~64HRC)、高速鋼(63~66HRC)、冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的高速切削加工。

         陶瓷刀具 陶瓷刀具是最有發(fā)展?jié)摿Φ牡毒咧�一，目前已引起世界工具界的重視。在工業(yè)發(fā)達的德國，約70%加工鑄件的工序是由陶瓷刀具來完成的，而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%~10%。由于數(shù)控機床、高效無污染切削、被加工材料硬等因素，迫使刀具材料必須更新?lián)Q代，陶瓷刀具正是順乎潮流，不斷改革創(chuàng)新，在Al2O3陶瓷基體中添加20%~30%的SiC晶液制成晶須增韌陶瓷材料，SiC晶須的作用猶如鋼筋混凝土中的鋼筋，它能成為阻擋或改變裂紋擴展方向的障礙物，使刀具的韌性大幅度提高，是一種很有發(fā)展前途的刀具材料。為了提高純氧化鋁陶瓷的韌性，加入含量小于10%的金屬，構(gòu)成所謂金屬陶瓷，這類刀具材料具有強大的生命力，正以強勁勢頭向前發(fā)展，也許將來會自成一系，成為刀具材料家族新成員。 陶瓷刀具的主要原料是Al2O3、SiO2、碳化物等，它們是地殼中最富足的資源，發(fā)展此類刀具不存在原料來源問題。 因此，開發(fā)應(yīng)用陶瓷刀具有重要的戰(zhàn)略意義和深遠的歷史意義。 由于切削加工機床和切削技術(shù)的突飛猛進，迫使刀具被動式同步。刀具材料的發(fā)展趨勢，是向著高效率、高速度、高壽命方向發(fā)展。在各種刀具材料的發(fā)展中，硬質(zhì)合金(包括涂層硬質(zhì)合金)一枝獨秀；HSS將進一步萎縮； HSS-E增幅緩慢；HSS-PM將有長足的進步；DH還會繼續(xù)膨脹擾亂市場，不過好景不長;超硬刀具材料有廣闊的發(fā)展空間，將繼續(xù)擴大應(yīng)用比例。形成了以硬質(zhì)合金為主線，各種材料既有獨特的優(yōu)點和應(yīng)用范圍，又互相發(fā)展、互相競爭，又相互有所取代補充的整體格局。