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        3. 从刀具材料发展角度浅谈陶瓷刀片的使用及市场

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          综述刀具材料之陶瓷刀片
              在金属切削加工领域,刀具材料经历了碳素工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷及超硬材料等几个发展阶段。相比高速钢和硬质合金刀具等传统刀具材料,陶瓷刀片在高速切削领域和切削难加工材料方面显示了传统刀具无法比拟的优势;随着刀具材料发展,新型陶瓷刀片不断出现,预计20 年后,在世界范围内陶瓷刀片在机械加工刀具中所占比重将达15%~20%。有专家认为:陶瓷刀具材料是二十一世纪有希望、有竞争力的刀具材料,它的发展有可能引起切削加工技术的第三次革命。
              陶瓷刀片的分类及发展现状
              陶瓷刀片的品种、牌号很多,按其主要成分大致可分为氧化铝(Al2O3)系陶瓷刀片和氮化硅(Si3N4)系陶瓷刀片两大类,目前世界上生产的95%的陶瓷刀片属于氧化铝(Al2O3)系,其它为氮化硅(Si3N4)系。
              陶瓷刀片的使用范围
              氧化铝(Al2O3)系陶瓷刀片的使用范围:主要用于加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁等)和各种钢料(碳素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬硬钢等);也可加工铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。由于铝元素的化学亲合作用,Al2O3陶瓷刀片不适于加工铝合金和钛合金。
              氮化硅(Si3N4)系陶瓷刀片的加工范围与Al2O3系氧化铝陶瓷刀片近似,但是Si3N4系陶瓷刀片不适合加工产生长屑的钢料。Si3N4系氮化硅陶瓷刀片特别适合加工灰铸铁(铸铁加工用刀具有一半可被Si3N4系陶瓷刀片替代), 其中Sialon陶瓷刀片主要用于加工铸铁(含冷硬铸铁)与高温合金。
              陶瓷刀片的市场现状
              由于使用陶瓷刀片可以改变传统的机械加工工艺,解决各行业难加工材料的切削加工问题,提高加工效率,节约生产硬质合金刀具所需的大量贵重金属(如W、Co,及Ti等),因此,在国外陶瓷刀片的使用越来越广泛,并且大量应用于数控机床。在美国,陶瓷刀片占全部刀具市场份额的3%~4%,在日本该份额为8%~10% ,在德国约为12%。在一些特殊加工过程中,陶瓷刀片所占比例更大。据估计,今后陶瓷刀片占整个刀具市场的份额可能增加到15%~20%。
              目前我国陶瓷刀片的市场还处于起步阶段,陶瓷刀片主要用于硬质合金刀具难以切削的工件粗加工,在精密加工中应用较少。由于人们普遍认为陶瓷刀片性能不稳定,目前国内陶瓷刀片占总刀具使用量的比例不超过1%。
               其实,陶瓷用于切削刀具的时候比硬质合金早,但因为陶瓷刀片脆性原因,成长很慢。随着我国机械加工行业的进步,刀具材料也在不断更显换代来满足加工需求,笔者相信,随着刀具材料发展,以及对于新型陶瓷刀具材料的不断研究,陶瓷刀片的市场将在机械加工刀具材料领域中不断提升。


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          山东东晟泰机械工具有限公司|陶瓷刀片|氧化铝陶瓷刀片|氮化硅陶瓷刀片|CBN刀片|整体CBN刀片|焊接CBN刀片

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