由于金屬陶瓷刀具能進(jìn)行高速、高效切削加工，并能獲得美觀的高質(zhì)量加工面，因此在日本很快得到普及應(yīng)用，其銷(xiāo)售額占到所有刀具銷(xiāo)售額的近20%。但近年來(lái)，金屬陶瓷刀具的市場(chǎng)占有率停滯不前，甚至有所下降，原因之一是金屬陶瓷刀具的壽命不穩(wěn)定，尤其是其抗熱沖擊性能在強(qiáng)力斷續(xù)切削中可靠性較低，從而影響了其進(jìn)一步普及應(yīng)用。面對(duì)目前依靠自動(dòng)化和刀具長(zhǎng)壽命化來(lái)降低加工成本的市場(chǎng)要求，金屬陶瓷刀具顯然已無(wú)法滿(mǎn)足。
　　為了提高金屬陶瓷刀具的切削性能、使用壽命及穩(wěn)定性，日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社應(yīng)用自己的合金技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)了用于車(chē)削鋼件、具有高抗熱沖擊性能的新型金屬陶瓷材料C7X/C7Z，并已實(shí)現(xiàn)商品化。現(xiàn)將其特長(zhǎng)和切削性能簡(jiǎn)介如下。
　　（1）提高抗熱沖擊性能的探索
　　熱沖擊引起的破壞是由熱循環(huán)導(dǎo)致熱裂紋和交變應(yīng)力導(dǎo)致熱疲勞為破壞源而產(chǎn)生的。從機(jī)理上分析，為了具有良好的抗熱沖擊性，應(yīng)具備以下三種特性：①抑制熱裂紋產(chǎn)生的特性；②抑制熱裂紋擴(kuò)展的特性；③高的高溫強(qiáng)度。利用以硬質(zhì)相微細(xì)化為主的組織控制方法，可以改善材料特性，獲得高強(qiáng)度。但是，在實(shí)際切削加工中，刀具損傷最重要的原因之一是刀尖在高溫下工作所致。調(diào)查結(jié)果表明，熱裂紋是由材料中耐熱性較差的結(jié)合相引起的。特殊陶業(yè)株式會(huì)社從這種觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為金屬陶瓷發(fā)生熱沖擊損傷、磨損等的重要原因在于其結(jié)合相，據(jù)此，對(duì)結(jié)合相進(jìn)行了“特殊耐熱合金化”處理。
　　（2）C7X/C7Z金屬陶瓷的特點(diǎn)
　　具有高耐熱性的合金都是高熔點(diǎn)合金，其制造難度很大。但在C7X新型金屬陶瓷的開(kāi)發(fā)中，采用了最新的合金技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了結(jié)合相的特殊熱合金化，獲得了理想的金屬陶瓷材料，提高了熱傳導(dǎo)性、硬質(zhì)相與結(jié)合相的結(jié)合強(qiáng)度以及高溫硬度。由于使結(jié)合相實(shí)現(xiàn)了高熱傳導(dǎo)率化，因此可防止熱裂紋的產(chǎn)生；由于提高了硬質(zhì)相與結(jié)合相的結(jié)合強(qiáng)度，因此能抑制熱裂紋的擴(kuò)展；由于提高了高溫硬度，因此能提高高溫耐磨性能。由C7X的熱裂紋擴(kuò)展情況可知，原有金屬陶瓷的熱裂紋在低強(qiáng)度硬質(zhì)相與結(jié)合相的晶界面擴(kuò)展；而C7X金屬陶瓷由于提高了硬質(zhì)相與結(jié)合相的強(qiáng)度而抑制了熱裂紋擴(kuò)展，從而可提高C7X的抗熱沖擊性能。此外，與原有金屬陶瓷的結(jié)合相比，C7X的結(jié)合相與鋼的親和力較小，能大幅改善抗粘刀性能，從而可提高加工面質(zhì)量。
　　針對(duì)切削加工對(duì)刀具耐磨性要求提高的需求，該公司成功開(kāi)發(fā)了在C7X金屬陶瓷刀具上涂覆自主開(kāi)發(fā)的Z涂層的C7Z金屬陶瓷刀具。Z涂層是一種具有優(yōu)良的表面平滑性和潤(rùn)滑性、與金屬陶瓷基體結(jié)合強(qiáng)度高的涂層，涂覆Z涂層的C7Z金屬陶瓷是一種加工面質(zhì)量、耐磨性和抗熱沖擊性兼優(yōu)的高性能涂層金屬陶瓷。
　　（3）C7X金屬陶瓷刀具的切削性能
　　C7X金屬陶瓷刀具的濕式斷續(xù)切削評(píng)價(jià)結(jié)果表明，其他公司的金屬陶瓷在沖擊次數(shù)達(dá)到1000次時(shí)產(chǎn)生了由熱裂紋導(dǎo)致的崩損，而C7X金屬陶瓷的破壞沖擊次數(shù)為2000次，其壽命是其他公司金屬陶瓷的2倍。由沖擊次數(shù)達(dá)1200次時(shí)的刀尖損傷圖像可以看出，其他公司產(chǎn)品的刀尖因熱裂紋而導(dǎo)致崩損，而經(jīng)特殊耐熱合金化的C7X未產(chǎn)生熱裂紋，屬于正常磨損。從這種損傷狀況的差異可知，C7X具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能。由耐磨性能切削試驗(yàn)（試驗(yàn)條件：工件材料：SNCM439；刀片：TPGN160308-TN；切削條件：V=150m/min，f=0.2mm/r，d=1.5mm；干切削）的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，與其他公司的金屬陶瓷相比，C7X的磨損量約小25%，顯示出優(yōu)良的抗磨損性能。從以上的評(píng)價(jià)結(jié)果可以確定，由于特殊耐熱合金化的效果，C7X是一種耐磨性能和抗熱沖擊性能兼優(yōu)的金屬陶瓷，從這兩點(diǎn)可知，它能提高刀具的使用壽命。
　　（4）C7X/C7Z刀具的加工實(shí)例
　　①加工實(shí)例1：用C7X切槽刀干式切槽的加工實(shí)例（被加工件材料：SUJ2），切削速度為70m/min，進(jìn)給速度為0.1mm/r。由于交變熱循環(huán)的作用，其他公司刀具的刀尖發(fā)生了崩刃，隨著磨損的進(jìn)展產(chǎn)生了毛刺，一個(gè)刀尖在切槽數(shù)為700時(shí)達(dá)到使用壽命；而C7X切槽刀未發(fā)生崩刃，由于磨損受到抑制，也未產(chǎn)生毛刺，一個(gè)刀尖的切槽數(shù)達(dá)到1500，刀具壽命是其他公司產(chǎn)品的2倍以上。
　　②加工實(shí)例2：用C7Z切槽刀濕式斷續(xù)切槽的加工實(shí)例（被加工材料：S53C），切削速度為200m/min，進(jìn)給量為0.07mm/r。其他公司的涂層金屬陶瓷切槽刀因熱裂紋、熱疲勞而發(fā)生崩刃，故將加工數(shù)量設(shè)定為一個(gè)刀尖切300個(gè)槽，由于采用C7Z切槽刀，切槽壽命延長(zhǎng)到一個(gè)刀尖能切 500個(gè)槽。當(dāng)切槽數(shù)達(dá)到300個(gè)后，其他公司切槽刀的刀尖產(chǎn)生了由熱裂紋、熱疲勞引起的較大崩刃，而C7Z切槽刀未產(chǎn)生熱裂紋。由此可見(jiàn)，C7Z切槽刀能完成長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的強(qiáng)力斷續(xù)加工。
　　具有優(yōu)良抗熱沖擊性能和耐磨性能的C7X/C7Z刀具適用切削范圍廣，尤其在因崩刃導(dǎo)致刀具壽命不穩(wěn)定的切削加工范圍內(nèi)，對(duì)要求刀具壽命穩(wěn)定化（抗崩刃、抗磨損兼優(yōu)）的加工能有效延長(zhǎng)刀具壽命。C7X/C7Z刀具已獲得市場(chǎng)用戶(hù)的高度評(píng)價(jià)，不僅可用于軸承加工和切槽加工，還能用于普通車(chē)削刀具面向的加工，今后將在降低切削加工成本、提高加工質(zhì)量方面發(fā)揮積極作用。
　　
　　
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