金属陶瓷的推广应用www.tool-tool.com

过去，需要在金属陶瓷刀具与传统硬质合金刀具之间进 行选择时，选取何种刀具更适合精加工往往没有定论。对于一些类型的加 工，应采用这两种刀具中的一种，而对于另外一些类型的加工，似乎两者都可以适用。因此，经常不得不通过试验作出决定。但是，最新一代的金属陶瓷牌号拥有更 好的性能。

刀具材料的应用存在诸多问题

金属陶瓷的成分为何必须如此复杂，具有 那么多种组成元素?原因非常明显，是由于过去应用试凑法寻求具体的应用解决方案，而不是依据有效的科学原 理。山特维克可乐满在二十世纪八十年代中就决定开始分析金属陶瓷中各种成分所起的作用，之后对各种成分进行组合，研制新牌号金属材料。与此同时，在制造工 艺开发方面，也投入了大量的人力、物力与财力。因此，公司在各成分功能与刀具材料的工艺研究方面具有极深的造诣。

早 期金属陶瓷的成分通常包含诸如Ti、Ta、V、Nb、Mo 、W、C、N、Ni与Lo等元素，这些金属陶瓷通常是特殊解决方案，在此过程中，总是同时对材料与工艺两个方面进行综合研究，直到二者组合达到符合要求的 程度时为止。我们的最新一代牌号金属陶瓷，主要成分为Ti、W、C、N与Lo等。研制中没有采用传统的解决方法，而是在对需要的金属成分种类、成分含量以 及最重要的工艺编制等方面进行综合研究的基础上研制出的。

掌握烧结工艺是制造硬质合金的基本条件，据此，我们制定 出正确方向，投入了大量的人力物力与财力，对硬质合金进行定义与控制－－力求完全分析透 彻，不允许存在任何的疏漏之处。在研制金属陶瓷的同时，山特维克公司的研究与开发部门研制出适用于钢材机工加的GC4000牌号碳化钨/钻硬质合金。烧结 工艺也是研制成功的基本因素。两种硬质合金材料在材料、工艺与性质方面已逐渐相互接近。这种产品实现了二者的完美结合。

比 较GCl525与CT5015的新旧两种金属陶瓷牌号的韧性效果。加工中包括断续切削，材料为Scr42OH，使用车削刀具，刀片牌号为 TNMG160408，槽形为PF。切削速度为20Om/mm，进给率为0.2mm/转，切削深度为0.5mm。垂直轴表示刀具崩刃前完成的切削数量。效 果图1中，旧牌号CT5015的切削量为17件，而新牌号CT5015在相同条件下的加工量为85件，见效果图2。对于涂层金属陶瓷，效果图3中表示出， 使用旧牌号GCI525，车削量为46件，而如效果图4所指示，使用新牌号GCI525在相同条件下的车削量为97件。本试验是如何提高新型金属陶瓷的强 度和安全性的一个实例。应用这种方法使这些金属陶瓷能够适用于更高要求的加工应用，例如断续切削。

耐磨性是金属陶 瓷最基本的性能之一。 按照下列方法提高耐磨性。试验根据下列条件进行:使用滚珠轴承钢，应用与韧性试验相用的刀具类形，切削速度为82Om/min，进给率为0.06mm /转，切陶潜度为0.4mm。效果图1与2对照韧性较强的涂层牌号GC1525的性能，新牌号对应(1)，而旧牌号对应(2).但是更为有趣的是新一代非 涂层牌号CT5015(3)与旧牌号(4)对比在性能上有了真正的改进。垂直轴表示的是侧面产生的磨损量，水平轴表示的是切削时间的长短。

在 高温情况下，特别是在非常高的切削速度时，经常发生切削刃的塑料变形，比较金属陶瓷的塑性变形，应用相用的材斜为SS2541刀具，在各种切削 速度时，进给率均为0.3mm/转，切削深度为lmm。新形涂层牌号GCI525(1)在低于40Om/min时，具有稳定的抗塑性变形能力，在更高的切 削速度时，会逐渐产生塑性变形。新牌号CT5015(3)比旧牌号(4)的抗塑位变形方面也有所改善。

最新成果

尽 管表面上看起来金属陶瓷的成分要比传统硬质合金更为复杂，但是它作为一种刀具材料，具有特定的性能，在用于精加工时具有许多优点。优点之一是当 切削刃均匀磨损时，切削刃有再磨锐效应;优点之二是化学性能稳定性;另外，刀片上无浸润效应与刀具其他部分材料向切削转移可以忽略不计等也是其优点。最 近，进行的一项工程的最直接成果，是采用了最新一代牌号的金属陶瓷牌号。在这种材料中，Co用作金属粘结物，取代了Ni与Co混合物。除了无污染外，还具 有许多从传统硬质合金上借鉴来的优点。

这种新研制出的牌号主要在下列方面有了较大的改进。

--更高的加工安全性

--应用领域更广阔

--保持表面光洁度与精度的能力更强。

--断续加工能力加强

这 种材料的性能得到提高，主要是通过改善下列方面实现的:抗塑性变形与韧性之间的平衡;更精细更耐久的切削刃线;抗热胀缩破裂性能等。在过去，金 属陶瓷给人们的印象不好，主要是由于在机加工过程易突然断裂，但是，现在通过提高韧性可以尽量减少这种危险，提高了安全性。过去为解决这个问题，一些供应 商研制出耐磨性极强但韧性较差的牌号和韧性极好但性能较差的牌号。介于这两种材料之间的牌号即使有，也不多。这些都不是能够真正解决问题的现代最佳解决方 案。

许多精加工中仅包含连续切削，可以使用金属陶瓷刀具。但是，实践中许多类型的精加工中都包含间歇切削。对于金 属陶瓷来说，该领域也不再是一个真空 地带。事实上，金属陶瓷也经常被视为是解决这些问题的一种方法。GC1525是一种经过PVD涂层的牌号，之所以涂层，是因为PVD涂层的研制成功对于金 属陶瓷的推广应用具有极大的推动作用。

引用出處：

http://www.newmaker.com/art_1628.html

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