华北科技学院机电系北京东燕郊101601通用"yf具的发展大体经历了碳素工具钢、高速钢、硬刀质合金、陶瓷和超硬材料等几个阶段。根据CIRP的资料，由于刀具材料的改进，允许的切削速度几乎每隔10年即提高1倍。在现代化的加工过程中，提高加工效率的*有效方法仍然是采用高速切削加工技术。传统刀具己无法胜任由于现代科学技术的发展而需要各种高强、高硬及高速的工程材料的切削加工。陶瓷刀具以其优异的耐热性、耐磨性等性能特点，在高速切削领域和难加工材料方面，有着突出的优点。尽管更为优良的立方氮化硼刀具正在一些骨干企业取代了陶瓷刀具，但陶瓷刀具在中小企业推行仍具有很大的潜力。
1陶瓷刀具的性能与特点陶瓷刀具的力学性能和陶瓷刀具材料的力学性能是优良切削性能的根本所在。几种典型的陶瓷刀具的力学性能如表1所示。
陶瓷刀具的特性如下：硬度高一般硬质合金刀具的硬度HRA90~93，而陶瓷刀具的硬度在HRA92~95之间。由于硬度高，所以耐磨性有较大的提高，刀具耐用度比硬质合金高几倍到十几倍，是加工HRC5065高硬度工件、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料的*佳刀具；耐磨性好耐磨性是加工过程中刀具抵抗工件的磨粒磨损和机械摩擦的能力。由于陶瓷刀具硬度高，所以耐磨性有较大的提高，在正常磨损状态下使用的陶瓷刀具，其耐用度较硬质合金刀具高几倍到几十倍；红硬性好红硬性是衡量刀具材料在高速切削中产生大量切削热时的重要技术指标，陶瓷刀具具有较好的红硬性。一般硬质合金，温度在800 1000C时其硬度将有一个突然降低的阶段，例如YT类刀具在800C时硬度达到HV910，而温度升高到1000C的硬度只有HV600.陶瓷刀具在800C时的硬度为HVl294，1 0⑴C时为HV1164，基本不变；抗粘结性优良陶瓷刀具与金属的亲合力十分小，YT类刀具与钢的粘结温度为750C左右，而陶瓷刀具与钢的粘结温度大于1000C，这使陶瓷刀具具有十分优良的抗粘结磨损能力；⑶化学稳定性好在高速切削过程中，切削温度十分高，一般在800C以上，有时甚至超过1000C.在这样高温度的作用下，刀具材料的化学稳定性好工程技术大学机械制造工艺及设备专业，中国矿业大学（北京校区）在读硕士，现任华北科技学院机电工程系讲师，主要从事机械设计及制造方面的教学及科研工作。
坏成为刀具磨损的一个主要原因。陶瓷刀具的化学稳定性在各种硬质化合物中是*好的，如陶瓷的抗氧化温度为1 750C，而硬质合金为800C，高速钢仅为550C；（6）抗弯强度低，抗压强度高硬质合金的抗弯强度一般在15002000MPa之间，陶瓷刀具的抗弯表1几种典型陶瓷刀具的力学性能牌号成分抗弯强度（GPa）晶须基晶须基强度仅有500900MPa左右，但是坑压强度却与硬质合金相差无几，硬质合金的抗压强度在3 5006600MPa范围内，陶瓷刀具的抗压强度比硬质合金略低些，在35005500MPa之间，在切削过程中，刀具是处于不均匀的三轴压应力状态下，所以只要注意刀具的切削角度，避免出现过大的拉应力，用作金属切削刀具是完全可行的。
2在矿山机械加工中的应用2.1矿山机械的加工特点矿山设备中大量采用了高锰钢零件，但长期以来一直因为其特别严重的加工硬化，而被视为切削加工的禁区。高锰钢具有材质坚初、强度高、耐磨性能好等特点。尤其是经过水初处理的高锰钢铸件、在机械切削加工时产生加工硬化现象，使工件的被加工表面的硬度在机械加工过程中不断提高，给切削加工带来第陶瓷刀具及其在矿山机械加工中的应用很大困难。随着加工硬化现象的产生，刀具磨损逐渐加剧，刀具耐用度也随加工过程逐渐降低。而且不可避免地产生“让刀”现象，加工后的表面粗糙度也难以达到技术要求，加工效率很低。
通过对各种不同刀具的反复试验，认为氮化硅陶瓷刀具是目前加工高锰钢铸件比较理想的刀具，并己在加工方法和“各种参数选择I01100方面取得了较成熟的经验。
现己普遍应用于加工高锰钢铸件，大大提高了加工效率和产品质量，为加工高锰钢件开辟了一个新的途径。
如所示。该设备为某矿机厂圆锥破碎机所用的破碎壁。
热处理方法：水初处理；硬度：HB200~220.⑵机床情况所用机床为C5235立式车床，利用（3）刀具情况刀具结构为上压式机夹可转位车刀；刀片规格为S1908（19X19X8）方形刀片；刀具几何参数：主偏角' =5，刃倾角又。=-4.，负倒棱宽度1.5，负倒棱角度-10 15，刀尖圆孤半径尺=3mm.以上所选用的刀具几何参数，是经过多次试验和生产实践所总结出来的合理参数。刀尖圆孤半径和负倒棱宽度是根据需要而自己重新刃磨出来的，加大刀尖圆孤半径和负倒棱宽度，能够有效地提高刀具抗冲击能力，克服毛坯铸件上气孔，砂眼等缺陷所造成的冲击。
用氮化硅陶瓷刀具加工该件，是直接由粗车开始，到加工完毕。应用氮化硅刀具，75min可加工一刀，每个刀刃可用来加工3刀。即刀具耐用度平均可达225min加工过程中，无‘’让刀“现象，而且加工轻快，被加工件的表面粗糙度可达12.5以上。
1680-1破碎壁内锥面-1简图如所示。
被加工件被加工材质为ZGMn13Gr2，水初处理。
机床所有机床为C5225立式车床。机床切刀具所用刀具及刀具几何角度与加工常4001破碎壁所用刀具相同。该件内锥面要求极严，必须保证*小端留有0.70.8mm的间隙（由大端至小端逐渐形成间隙），加工面长达823.85mm，用硬质合金刀具根本无法一刀加工到头，必须半途换刀，而且硅刀具，能有效地克服“让刀”现象，且能一刀加工到头，避免了中途接刀，加工一刀需120mm，每一刀刃可连续加工两刀，即刀具耐用度可达240mm.而且加工后工件表面粗糙度可达12.5以上。
2.2.3效果比较为便于比较，现将Yw1硬质合金刀具和氮化硅陶瓷刀具加工以上两个工件的有关数据分别列于表2和表3.表2Yw1硬质合金刀具的加工数据工作号切削参数刀具耐用度一次走刀所需时间出口表3氮化硅刀具的加工数据工作号切削参数刀具耐用度一次走刀所需常出口通过以上表2和表3比较，可以看出，氮化硅陶瓷刀具的耐用度分别为硬质合金刀具的6.4倍和6.8倍，加工效率分别为3.2倍和3.0倍。在加工过程中，氮化硅陶瓷刀具能避免“让刀”现象，提高工件表面质量并且降低了工人的劳动强度。
3结论用陶瓷刀具，能够充分提高机床的加工效率，减少机动时间和辅助时间，降低工人的劳动强度。
陶瓷刀具，采用机夹式刀杆，刀具磨损只是刀片磨损，因此与样接式硬质合金刀具相比，可节省大量的刀杆材料，另外采用机夹式刀具，利于实现刀具标准化，容易控制刀具的几何参数。
氮化硅刀具的原料成份，可以说是取之不尽，普遍推广应用氮化硅刀具，可以节省大量我国资源稀少的钴、铌等稀有金属。
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