引言 陶瓷作為非金屬刀具材料，在金屬切削領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，本文根據(jù)陶瓷刀片、立方氮化硼刀片的種類(lèi)和性能，淺談它們的使用區(qū)別及其適合加工材質(zhì)。
一、陶瓷刀片的種類(lèi)及發(fā)展脈絡(luò)
陶瓷刀片的種類(lèi)及發(fā)展：陶瓷刀片最明顯的發(fā)展線條是刀片的韌性依次增強(qiáng)：氧化鋁陶瓷刀片—-復(fù)合氧化鋁陶瓷刀片--氮化硅陶瓷刀片--立方氮化硼刀片。
在金屬切削領(lǐng)域，氧化鋁陶瓷刀片和氮化硅陶瓷刀片合稱為陶瓷刀片；在無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)中，立方氮化硼材料歸于陶瓷材料大類(lèi)，立方氮化硼材料刀具的問(wèn)世，是陶瓷刀具的革命。我國(guó)華菱超硬作為國(guó)內(nèi)最早研究聚晶立方氮化硼材料的研究所之一，最近推出純氮化硼燒結(jié)體陶瓷刀片，其韌性和耐磨性能顯著增加。
二、陶瓷刀片的性能及適合加工材料
陶瓷刀片比硬質(zhì)合金刀片相比，可承受2000℃的高溫，而硬質(zhì)合金在800℃時(shí)則變軟；所以陶瓷刀片更具有高溫化學(xué)穩(wěn)定性，可高速切削，但其缺點(diǎn)是氧化鋁陶瓷刀片的強(qiáng)度和韌性很低，容易破碎。因陶瓷刀片耐高溫，對(duì)高溫高速切削更有利，由于陶瓷熱導(dǎo)率低，高溫只在刀尖，高速切削所產(chǎn)生的熱量都隨切屑帶走，所以大部分研究者認(rèn)為：氧化鋁陶瓷刀片能夠，且最好高于硬質(zhì)合金切削的10倍線速度下進(jìn)行切削，才能真正體現(xiàn)陶瓷刀片的優(yōu)點(diǎn)。
為了減低陶瓷刀片對(duì)破碎的敏感性，在企圖改善其韌性、提高耐沖擊性能時(shí)，加入了氧化鋯或加入碳化鈦與氮化鈦的混合物。盡管加入了這些添加劑，但是陶瓷刀片的韌性比硬質(zhì)合金刀片還是低得多。
另一個(gè)提高氧化鋁陶瓷刀片韌性的方法是在材料中加入結(jié)晶紋理或碳化硅晶須，通過(guò)這些特殊的平均起來(lái)僅有1納米直徑，20微米長(zhǎng)很結(jié)實(shí)的晶須，相當(dāng)程度地增加了陶瓷的韌性、強(qiáng)度和抗熱沖擊性能。單受其抗沖擊韌性限制，一直精車(chē)加工領(lǐng)域中使用。
和氧化鋁陶瓷刀片一樣，氮化硅陶瓷刀片比硬質(zhì)合金刀片有更高的熱硬性。它耐高溫與機(jī)械沖擊的性能也比較好，與氧化鋁陶瓷刀片相比它的缺點(diǎn)是在加工鋼時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性不足。可是，用氮化硅陶瓷刀片可在1450英尺/分或更高的速度下加工灰鑄鐵。
陶瓷刀片的適合加工材質(zhì)：陶瓷刀片不能用于加工鋁，而對(duì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、淬硬鋼和某些未淬硬鋼、耐熱合金則特別適合?？墒菍?duì)這些材料而言，陶瓷刀片應(yīng)用成功，還需要刀片刃口的外觀及微觀質(zhì)量保證，并需要最佳的切削參數(shù)。
三、立方氮化硼刀片的性能及適合加工材質(zhì)
立方氮化硼刀片的硬度比陶瓷刀片高很多，由于硬度高，與金剛石并稱為超硬材料，常用來(lái)加工硬度高于RC48的材料，它有極好的高溫硬度--高達(dá)2000℃，盡管比硬質(zhì)合金刀片脆，但與陶瓷刀片相比，沖擊強(qiáng)度和抗破碎性能有明顯提高。此外，一些特制的立方氮化硼刀片（華超超硬BN-S10和BN-s20牌號(hào)）能抵御大余量粗加工的切屑負(fù)荷，并能承受間斷切削加工時(shí)的沖擊以及精加工時(shí)的磨損和切削熱，這些特點(diǎn)可以滿足用立方氮化硼刀片粗加工淬火鋼等難加工材料。
焊接式CBN刀片的立方氮化硼復(fù)合層是比較脆弱的，所以它常用于加工單邊余量0.3mm以內(nèi)的工件。華菱超硬HLCBN系列整體燒結(jié)立方氮化硼刀片可以大余量切削加工難加工材料，特別在在強(qiáng)斷續(xù)切削加工中領(lǐng)先于整個(gè)超硬材料刀具行業(yè)，HLCBN作為民族超硬刀具品牌名揚(yáng)海外，在世界超硬刀具界獨(dú)樹(shù)一幟。
純氮化硼燒結(jié)刀片：華菱超硬最新研制成果，是一種采用純氮化硼材料制成的刀片，其ＣＢＮ含量達(dá)到１００％，經(jīng)過(guò)純燒結(jié)形成的氮化硼陶瓷刀片，其硬度和熱傳導(dǎo)率比更高，切削高硬度黑色金屬材料時(shí)，刀片刃口不會(huì)發(fā)生常見(jiàn)的受熱龜裂與缺屑；與含有其它結(jié)合材料的ＣＢＮ燒結(jié)體相比較，氮化硼陶瓷刀片的使用時(shí)間可延長(zhǎng)6倍以上。
立方氮化硼刀片適合加工材質(zhì) ：灰鑄鐵，各種耐磨鑄鐵、鑄鋼，高硬度材料加工（如淬硬冷作工具鋼、高速鋼、軸承鋼、粉末冶金鋼、高強(qiáng)度鋼、高錳鋼、高鉻鑄鐵，白口鑄鐵、奧氏體鐵、硬質(zhì)合金等等。
四、陶瓷刀片與立方氮化硼刀片應(yīng)用區(qū)別
立方氮化硼在材料學(xué)中雖歸于陶瓷大類(lèi)，但由于CBN，SIN，Al2O3，SiN材料的性能差異，陶瓷刀片不及立方氮化硼刀片的韌性和硬度。所以根據(jù)其硬度和韌性的差異，在切削硬度低于50HRC以下和小切深小進(jìn)給情況下的淬火鋼工件時(shí)，陶瓷刀片是較好的選擇。立方氮化硼刀片適合于工件硬度高于50HRC情況。除此之外，在相同后刀面磨損情況下，立方氮化硼刀片切削后的工件表面殘余應(yīng)力也比陶瓷刀片相對(duì)穩(wěn)定。所以在陶瓷刀片的適合加工領(lǐng)域中，也可選用立方氮化硼刀片，用戶可根據(jù)成本效益和加工需求，來(lái)確定哪一種刀片材料更經(jīng)濟(jì)。
華菱超硬主打兩大品牌產(chǎn)品：華菱超硬刀具和華菱金剛鑄鐵打磨工具。均屬于CBN材質(zhì)，有意者可撥打聯(lián)系電話：吳經(jīng)理：0371-86566583 15537183128
