陶瓷刀具

摘要： 针对陶瓷刀具高速切削高温合金时刀具磨损严重的问题,采用微喷砂处理技术对Sialon基陶瓷刀具表面进行处理,研究喷砂时间对Sialon基陶瓷刀具表面完整性(微观形貌、表面粗糙度、维氏硬度、断裂韧度、残余压应力)的影响规律,提升陶瓷刀具表面完整性,从而提高刀具耐磨性。研究表明:在喷砂4 min、喷砂压强0.4 MPa的条件下,陶瓷表面微观缺陷得到改善,断裂韧度提升32%,残余压应力提升12%,可以获得综合水平较高的表面完整性,为陶瓷刀具微喷砂处理参数的选择提供理论性指导,有助于提升陶瓷刀具表面完整性。

摘要： 目前,陶瓷刀具已开始逐步应用于木材加工领域,但在其加工应用中仍有许多问题亟待解决。通过对氧化铝基陶瓷材料以及氮化硅基陶瓷材料等刀具材料和WPC的摩擦系数以及磨损前后表面形貌的变化进行测试,探讨氧化铝和氮化硅刀具对不同成分配比的木塑复合材料的摩擦特性。研究结果表明,陶瓷刀具对于含钙的WPC材料摩擦系数较大,这是因为钙粉颗粒较其他成分更为粗糙。而氧化铝基陶瓷刀具的摩擦系数又要较氮化硅基更大,这是因为氮化硅基陶瓷刀具的晶粒较氧化铝基略小,分布更加均匀,结构更加密实。陶瓷刀具对于木粉与聚乙烯PE三种不同配比的WPC材料,根据木粉的含量增加,摩擦系数先增大后减小,但塑料基WPC材料在高温下表面性质易发生突变,产生黏着力,使摩擦系数增大。根据实验结果可知,在对于聚氯乙烯PVC基WPC材料的加工中,建议更多地使用氮化硅基陶瓷刀具,而对于聚乙烯PE基WPC材料,摩擦系数相差不大,则两种陶瓷刀具均可。对陶瓷刀具的合理应用有利于改善刀具本身力学性能,降低生产成本,提高产品性能。而木塑复合材料,机械、力学性能优于木材,且可降解,100%回收再生产,降低材料成本,环保节能,且一定程度上能够提高产品质量,为能够设计出更好的木塑复合材料切削刀具以作参考及指导。

摘要： 利用微波烧结技术实现了复杂刃形陶瓷刀具的高效制备。仿真研究了微波电场和温度场随试样加载方式的变化规律,实验验证了不同试样加载方式对陶瓷刀具致密度、力学性能和微观结构的影响以及复杂槽型陶瓷刀具的切削性能。研究结果表明,多个试样平行横放且处于微波烧结腔中心位置时,试样之间的电场强度均匀、温差小,更有利于多个试样同时达到致密。利用微波烧结技术制备的复杂槽型Al_(2)O_(3)/SiC陶瓷刀具刃形结构完整,具有较好的切削性能。相较于传统平刀面陶瓷刀具,复杂槽型陶瓷刀具的金属去除量提高了近2倍,加工表面粗糙度降低了约33%。基于微波烧结的复杂陶瓷刀具“结构-性能”一体化高效制造技术具有广阔的应用前景。

摘要： 研究Matlab仿真环境下加载Moore控件,构建放电等离子体烧结陶瓷刀具无边界四方二维仿真环境,对用于高精密切削的陶瓷刀具微观组织进行基于元胞自动机的仿真模拟。结果发现:增加烧结温度、保温时间,均有助于促进陶瓷微观晶粒生长,提升其致密度;但随着烧结温度、保温时间的增加,其致密度增幅持续下降收敛。说明在当前工艺条件下,选择1700°C烧结环境和20 min保温时间,可以达到最佳工艺效果。

摘要： 针对陶瓷刀具对裂纹敏感的问题,在Si_(3)N_(4)/TiC陶瓷刀具材料基体中添加ZrSi_(2)裂纹愈合剂,使陶瓷刀具具有了裂纹自愈合能力。当ZrSi_(2)的体积分数为10%时,Si_(3)N_(4)/TiC/ZrSi_(2)陶瓷刀具材料具有较好的综合性能,其抗弯强度为815 MPa,断裂韧性为8.06 MPa·m^(1/2),维氏硬度为15.91 GPa,并且其相对密度可以达到99.72%。通过维氏硬度计在陶瓷刀具材料表面引入裂纹,研究了以ZrSi_(2)为愈合剂的Si_(3)N_(4)/TiC基陶瓷材料裂纹的最佳愈合参数和愈合机理。研究表明:添加ZrSi_(2)体积分数为10%的Si_(3)N_(4)/TiC/ZrSi_(2)预制裂纹试样,在空气气氛中800°C热处理60 min后,其抗弯强度可以恢复到光滑试样的92.02%,试样表面长度为300~350μm的裂纹完全愈合,并且试样表面形成了一层以ZrO_(2)和SiO_(2)为主要成分的氧化层。分析陶瓷刀具材料的裂纹愈合机理表明:在空气热处理过程中,部分在裂纹处和材料表面的愈合剂ZrSi_(2)优先与氧气发生反应生成ZrO_(2)、SiO_(2),这两种氧化物愈合了材料表面的裂纹,恢复了裂纹试样的强度。同时在切削过程中,部分在裂纹处和材料表面的愈合剂ZrSi_(2)的氧化产物ZrO_(2)和SiO_(2)可以及时修复裂纹,提高刀具的耐磨性。

摘要： 采用真空热压烧结技术,在1650°C下制备了不同MoSi_(2)、SiC_(w)含量的Si_(3)N_(4)/MoSi_(2)/SiC_(w)(SMC)复合陶瓷刀具材料。研究了粘结相MoSi_(2)及增强相SiC_(w)含量对Si_(3)N_(4)/MoSi_(2)/SiC_(w)复合陶瓷刀具微观组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着粘结相MoSi_(2)含量的增加,陶瓷刀具材料的抗弯强度不断增加,抗磨损能力逐渐下降,磨损形式由磨粒磨损逐渐向黏着磨损转变;随着增强相SiC_(w)含量的增加,陶瓷刀具材料的断裂韧性不断增加,抗磨损能力显著提升,磨损形式由黏着-磨粒复合磨损逐渐向磨粒磨损转变。当MoSi_(2)与SiC_(w)含量同时为10%(质量分数)时,晶粒尺寸较小,材料的致密度较高,增强了晶须的桥接与拔出效应,因此力学性能较好。此时,抗弯强度为888.21MPa,断裂韧性为10.22MPa·m^(1/2),硬度为19.17GPa。

摘要： 采用金属陶瓷刀具和硬质合金刀具铣削淬硬不锈钢时,分析切削过程中的切削力,利用回归分析获得刀具初始切削、同一切削距离和后刀面磨损3种情况下的切削力经验公式,并分析经验公式在刀具磨损情况下参数的变化,为分析刀具磨损后切削参数对切削力的影响提供了参考.

摘要： 通过宏观实验发现在切削过程中刀具的Al2 O3/SiC界面发生了断裂;建立了碳化硅增韧氧化铝基陶瓷刀具切削Inconel718镍基合金的分子动力学模型和单一界面的Al2 O3/SiC三维界面模型,从原子尺度分析碳化硅增韧氧化铝切削过程的界面行为.在原有势函数的基础上计算了刀具与工件原子间、刀具内部基体与增韧间的Morse势函数,分别计算了单相Al2 O3、单相SiC、复相Al2 O3/SiC单一界面的界面结合能.研究结果表明:与单相界面相比,复相Al2 O3/SiC界面结合强度较高,SiC增韧能够增强刀具的韧性和强度,但切削过程中出现了工件原子扩散到刀具中的现象.对扩散后刀具基体和增韧间形成界面的界面结合能进行了计算,发现刀具的界面结合强度有所降低,使刀具在Al2 O3/SiC界面处发生断裂.

摘要： 本文主要研究陶瓷刀具的种类,应用以及发展前景,并简单介绍了陶瓷刀具的发展背景.随着新技术革命的发展,要求不断的提高切削加工的生产率并且降低生产成本,特别是数控机床的发展,要求开发比硬质合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具.其次,现在国际上硬质合金产量已经达到了20000—25000t.每年所消耗的大量金属,比如W、Co、Ta以及Nb等等.这些金属的矿产资源正在减少,价格也在上涨,按照目前的消耗速度来看,不到几十年,有些资源便会被耗尽.陶瓷刀具便是在这样的背景下发展起来的.

摘要： 针对难加工材料钴基高温合金GH605,采用Al2O3基和Sialon基陶瓷刀具进行高速干车削试验,分析在不同切削速度下的刀具后刀面磨损量、刀具磨损形式以及磨损机理.研究表明:Sialon基陶瓷刀具后刀面磨损量大于Al2O3基陶瓷刀具后刀面磨损量;Al203基陶瓷刀具主要磨损形式为前后刀面的正常磨损、前后刀面的非正常剥落和微崩刃,低切削速度时磨损机理主要为磨粒磨损、黏结磨损,高切削速度时还伴有氧化磨损;Sialon基陶瓷刀具磨损形式主要以破损为主.该研究可以为高速干车削钴基高温合金的高性能陶瓷刀具的设计、刀具寿命预测等提供理论指导.

摘要： 本研究在不同的烧结温度下制备了三种不同组分的纳微米复合A1203陶瓷刀具材料，并对在不同烧结温度下制备的三种材料的微观组织结构和力学性能进行了研究，讨论了烧结温度对刀具材料力学性能的影响。

摘要： 本文选取自主研制的两种Al2O3-TiC-TiN陶瓷刀具材料对淬硬40Cr合金钢进行加工,与已经商用化的LT55陶瓷刀具进行对比,研究新型陶瓷刀具加工淬硬40Cr合金钢时的切削性能与磨损机理.结果表明，所研制的陶瓷刀具的抗磨损能力优于LT55。在ap=0.1 mm的条件下，AC2N陶瓷刀具在低速和小进给量条件下的抗磨损能力较好，但切削后期易发生崩刀。AC2N陶瓷刀具的前刀面主要发生磨粒磨损，后刀面主要发生磨粒磨损、粘结磨损和扩散磨损;纳米陶瓷刀具AC2Nn2的磨粒磨损程度较轻，微米陶瓷刀具容易发生氧化磨损。

摘要： 研究新型高性能陶瓷刀具是高效高质量切削高温合金、高强度钢等难加工材料亟待解决的关键问题之一.鉴于BN非碳纳米管具有超强力学性能、高导热性、高温化学稳定性等特点,本项目提出将新型一维材料BN纳米管用于复合陶瓷刀具的研究.通过对刀具材料体系设计、工艺优化、增韧补强机理的系统研究,研制具有优良力学性能和切削性能的新型纳米管增韧陶瓷刀具,并应用于难加工材料的高效干式切削.深入研究纳米管材料的特殊增韧机制,系统研究新型陶瓷刀具的失效机理,优化最佳的切削工艺参数,指导实际应用.新型高性能纳米管增韧陶瓷刀具的研究将对提高难加工材料的切削效率和刀具寿命,对提升中国刀具技术的自主创新能力具有重要的理论意义和实际应用价值.

摘要： 采用激光在A2O3/TiC陶瓷刀具前刀面加工出不同的表面织构,制备出纳米织构陶瓷刀具及微纳复合织构自润滑陶瓷刀具,并与传统陶瓷刀具进行干切削45淬火钢实验比较.结果表明:纳米织构陶瓷刀具不能够有效降低切削力,改善刀具粘结现象,但是可以减小刀具前刀面磨损凹坑,减少磨粒磨损;微纳复合织构自润滑陶瓷刀具能够有效的降低切削力,减小刀具磨损,改善刀具的切削性能。

摘要： 氧化铝陶瓷刀具作为主要应用的陶瓷刀具材料在金属切削加工业中起着重要的作用，已成为物理性能和切削加工性能都比较好的现代陶瓷材料．本文介绍了氧化铝陶瓷刀具的种类和发展现状，阐述了氧化铝陶瓷刀具的切削性能及应用，分析了氧化铝陶瓷刀具与其加工对象之间的匹配问题．

摘要： 陶瓷刀具是一种具有很高耐磨性、红硬性的特殊刀具,可以实现对高硬度、高强度材料的高效率、高质量的加工。据介绍,金属陶瓷刀具的切削速度是普通硬质合金刀具的3～10倍,切削寿命是普通硬质合金刀具的2～10倍,切削淬硬刚(HRC 58～64),比普通砂轮的磨削效率提高3～4倍。在轴承套圈磨削加工中,由于特大型产品零件各表面的磨削余量较大,一般在1～4mm,磨削时受到磨削力、砂轮性能和磨削速度的影响,磨削效率较低,砂轮消耗较大,产品加工周期较长,生产成本较高,为了解决以上问题,结合陶瓷刀具的以上优势,笔者在轴承加工中进行了应用研究。

摘要： 对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述，提出了提高涂层刀具性能的“五化”措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化。基于这个思想，提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性，并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试。使用该复合表面改性技术，所制备涂层刀具结构独特，很好地满足了“五化”思想，材料性能得到显著提高。在优化的工艺条件下，所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高，纳米硬度分别为26~28GPa、50~53GPa和38~40GPa;膜基结合力强，纳米划痕临界载荷达80~110mN。所得TiN、TiCN和(Ti，Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58~62的淬硬CrwMn钢进行干切削，实用切削速度可提高2~10倍，且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200~2300MPa)工件时，比未涂层刀具后面磨损降低6~10倍。预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术。

摘要： 陶瓷刀具(Ceramic tool)具备高硬度与高磨耗性,因此适合切削高硬度(HRc45-HRc65)钢材。然而,由於陶瓷刀具脆性之故,容易在切削过程中,导致刀具産生无预警崩坏,使得刀具寿命终止,必须更换刀具,造成制程成本的增加。有监於此,如何抑制陶瓷刀具於切削过程中的刀具损坏,改善刀具寿命是一个值得探讨的方向。本研究针对此问题点,利用田口方法(Taguchi method)对陶瓷刀具切削高硬度钢材制程做最佳化设计。以陶瓷刀具对热处理过後之SKD11模具钢(HRc60)工件进行切削实验,选用L27直交表,以主要切削参数如:切削速度、切削进给、切削深度来做爲控制因子,探讨切削後刀具之寿命,以望大特性做评估分析,进行变异数分析,幷探讨控制因子间彼此的交互作用,用以找出最佳的切削参数,改善陶瓷刀具之寿命,达成降低制程成本的标。实验结果显示,本研究最佳参数组合之S/N比爲76.47dB,比原本参数组合之S/N比69.91dB,提升了6.56dB,刀具寿命提升至2倍,由原本的3125sec提升到6667sec。

摘要： 近年来,作者用高能量密度脉冲等离子体技术分别对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试。在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28GPa、50～53GPa和38～40GPa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110mN。所得TiN、TiCN和(Ti,A1)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC58～62的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB220～230)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍。

摘要： 采用陶瓷刀片进行了发动机中介机匣的粗铣切削试验,研究了陶瓷刀片加工镍基高温合金的切削性能,优化了切削参数和走刀路线,分析了高速干式加工的切屑形态,指出应用陶瓷刀具加工镍基高温合金是提高效率、降低成本的有效途径.

摘要： 本发明涉及一种混合陶瓷的切削刀具，特别是刀片或者转位式刀片，其包含至少两种陶瓷硬质材料。其中，第一硬质材料具有锆或钼或铌的氧化物，和第二硬质材料具有选自钽，钨，铪或铼中至少两种的化合物的碳化物或氮化物。

摘要： 本实用新型涉及一种刀具组件及双刀具玻璃陶瓷雕刻系统。本实用新型包括：刀具组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件、进料组件、供水组件、供气组件，所述X轴驱动组件驱动所述刀具组件沿X轴方向移动；所述Z轴驱动组件驱动所述刀具组件沿Z轴方向移动；所述进料组件包括Y轴驱动组件、进料轴；所述供水组件包括：水泵、水箱、水管、过滤装置；所述供气组件包括：气泵、气管，所述气管两端分别连接气泵与气动电机。本实用新型根据玻璃陶瓷义齿的形状，实行双面加工，加工的玻璃陶瓷相对于现有系统加工的氧化锆陶瓷硬度更高，加工后的义齿表面较为光滑。

摘要： 本发明公开了一种仿生陶瓷刀具制备方法及制得的仿生陶瓷刀具，所述仿生陶瓷刀具由硬层材料和软层材料交替铺层，在装料时，每铺一层硬层材料或软层材料，则采用一种压头模具预压一次，不同层采用不同或者相同的压头磨具预压，最后一层采用截面为直线型压头模具预压，使异质层间的过渡区界面具有不同的织构，犬牙交错，从而提高裂纹扩展路径，提高界面结合强度，提高断裂韧度，使用寿命大大提高。

摘要： 以纳米TiN改性的TiC或Ti(C，N)基金属陶瓷刀具、该刀具的制造工艺及刀具的使用方法。其中，以纳米TiN改性的TiC、Ti(C，N)基金属陶瓷材料的成分是以TiC或Ti(C，N)为基材，按重量百分比添加TiN(nm)2～15。本发明刀具硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐蚀性、抗氧化性以及高温硬度、高温强度等都有明显优势。与硬质合金刀具相比，本刀具的耐用度和使用寿命提高1-50倍，切削速度提高1.5-3倍，成本与其相当或略高，而金属切削加工费用下降20-40%。与普通的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具相比，本刀具具有更高的可靠性。

摘要： 本公开提供一种陶瓷刀具及陶瓷刀具的制造方法。所述陶瓷刀具包括刀具主体，其特征在于，所述刀具主体包括金属陶瓷材料和自熔性材料，所述自熔性材料分散在所述金属陶瓷材料的金属陶瓷颗粒之间，并且所述自熔性材料的硬度小于所述金属陶瓷材料的硬度。根据本公开的陶瓷刀具具有改善的脆性和降低的工艺成本。

摘要： 本发明公开了一种仿生陶瓷刀具制备方法及制得的仿生陶瓷刀具，所述仿生陶瓷刀具由硬层材料和软层材料交替铺层，在装料时，每铺一层硬层材料或软层材料，则采用一种压头模具预压一次，不同层采用不同或者相同的压头磨具预压，最后一层采用截面为直线型压头模具预压，使异质层间的过渡区界面具有不同的织构，犬牙交错，从而提高裂纹扩展路径，提高界面结合强度，提高断裂韧度，使用寿命大大提高。

摘要： 以纳米TiN改性的TiC或Ti(C，N)基金属陶瓷刀具、该刀具的制造工艺及刀具的使用方法。其中，以纳米TiN改性的TiC、Ti(C，N)基金属陶瓷材料的成分是以TiC或Ti(C，N)为基材，添加TiN(nm)2～15wt％。本发明刀具硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐蚀性、抗氧化性以及高温硬度、高温强度等都有明显优势。与硬质合金刀具相比，本刀具的耐用度和使用寿命提高1－50倍，切削速度提高1.5－3倍，成本与其相当或略高，而金属切削加工费用下降20－40％。与普通的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具相比，本刀具具有更高的可靠性。

摘要： 本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种氮化碳复合陶瓷刀具材料、其制备方法与切削刀具，其原料包括氮化碳、碳氮化钛、钼、镍和钴，以氮化碳作为基体相，碳氮化钛作为增强相添加到氮化碳基复合陶瓷材料中，配以钼、镍和钴作为合适的烧结助剂，通过真空热压烧结工艺制备出致密的复合刀具材料。制备的氮化碳基复合陶瓷刀具材料具有低成本、高硬度、高抗弯强度和高断裂韧度等优势，是促进氮化碳材料的创新、发展、推广应用的重要途径。

摘要： 本发明属于机械加工领域，涉及陶瓷刀具材料，具体涉及具有压电效应的陶瓷刀具材料及其制备方法与切削刀具。该陶瓷刀具材料，按照重量份数计，包括以下原料，基体材料30～70份，压电材料30～70份，结合剂5～10份，增强相10～20份。并由该陶瓷刀具材料制成切削刀具，本发明提供的切削刀具同时具备压电效应与优良的力学性能，在切削时，能将切削力信号转化为电荷信号。通过采集电荷信号，能测量切削力，监测陶瓷刀具状态。本发明将切削力测量功能和高力学性能集于一体，研制具有压电效应的陶瓷刀具材料，使其在满足切削性能要求的前提下能够测量切削力，具有结构简单、体积小巧、硬度高、抗弯强度和断裂韧度高、安装方便等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种仿生陶瓷刀具及制得仿生陶瓷刀具的模具，所述仿生陶瓷刀具由硬层材料和软层材料交替铺层，在装料时，每铺一层硬层材料或软层材料，则采用一种压头模具预压一次，不同层采用不同或者相同的压头磨具预压，最后一层采用截面为直线型压头模具预压，使异质层间的过渡区界面具有不同的织构，犬牙交错，从而提高裂纹扩展路径，提高界面结合强度，提高断裂韧度，使用寿命大大提高。