碳化硅晶须和陶瓷刀具

来源：广州宏武材料科技有限公司     发布时间：2023-01-17浏览量：次

近年来发展的一些高性能陶瓷都具有耐磨损，耐腐蚀，抗高温等优点，常将其作为金属切削刀具使用。但这些陶瓷材料脆性大，易破损，这又使其应用范围受到一定限制。近年来,纤维加强技术已开始用于提高这些陶瓷的韧性。以氧化铝为基体材料，其中加有一定比例的碳化硅晶须。晶须加强陶瓷技术正被广泛应用。

先介绍下刀具材料的基本要求：

• 高硬度（其硬度必须高于工件材料的硬度，最低硬度应在60HRC以上）；
• 高强度与强韧性（刀具材料切削时受到很大的切削力与冲击力，必须有较高的强度和较强的韧性）；
• 较强的耐磨性和耐热性（一般刀具硬度越好，耐磨性越好；高温硬度越高，耐热性越好）
• 优良的导热性（导热性好，切削产生的热烈容易传导出去，减少刀具磨损）

1、高速钢。

      它是一种由合金钢制成的刀具，高级合金钢一般是由铬、镍、钨、钼、钒等几种化学成分组成。它的耐热性能最高是传统钢刀具的两到三倍。高速合金钢刀具一般在工业领域应用比较广泛，在几何形状比较多样的工业元件以及对连续性切割要求较高的工艺中经常可以见到高速钢刀具的出场。

2、硬质合金刀具。

      这类刀具是一类可以用来切割刀具的刀具。它的耐热温度最高可以达到一千摄氏度，硬度与坚韧度比高速钢刀具高了不止一个档次，而且远远要比高速钢刀具耐磨。它是由难熔金属碳化物（如TiC、WC、TaC、NbC等）和金属黏结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成。

3、陶瓷刀具。

      这类刀具的坚韧程度和耐受温度均在硬质合金刀具之上，其主要成分是氧化铝，氧化锆和碳化物以及一些金属在超高温的环境中烧制而成。

      陶瓷基复合材料就是为了达到某些性能指标将两种或两种以上不同材料混合在一起制成的多相材料，它具有其中任何一相所不具备的综合性能。陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料，例如碳化硅晶须强化的碳化硅基复合材料韧性比烧结碳化硅的韧性提高十倍。 研究人员开发了碳化硅晶须增韧陶瓷材料(包括氮化硅基陶瓷和氧化铝基陶瓷材料),增韧后的陶瓷刀具高速切削复合材料和航空耐热合金(镍基合金等)时的效果非凡。

      Beta型碳化硅晶须是一种原子晶体，它具有低密度、高熔点、高强度、高模量、低的热膨胀率，以及耐磨、耐蚀、耐高温、耐氧化等优良特性，主要用于金属基、陶瓷基、树脂基复合材料的补强增韧，显著改善复合材料的各项性能。其主要物理性能指标如下：

4、金刚石刀具，这列刀具采用的是金钢石涂层的。它可以用于对密度很高的玻璃纤维以及碳纤维进行加工，其使用寿命是音质合金刀具的七十倍。仅用于有限的场合。