陶瓷机加工工艺

氧化物陶瓷

  陶瓷或“水泥氧化物”工具主要由氧化铝制成，可以添加钛、镁、铬或锆的氧化物或碳化硅颗粒，这些颗粒均匀分布在整个氧化铝基体中以提高韧性。对氧化物而言相对脆，需要高刚性和无振动的机器和装置。这些材料在超过4,000psi的压力下成型，并在大约3,000华氏度的温度下烧结。这一过程部分解释了这些工具的高密度和硬度。氧化物陶瓷主要用于粗车和精车、灰铸铁和球墨铸铁的开槽以及不使用冷却液的高速连续切削。陶瓷工具在高达4,000华氏度的极端温度下是稳定的，不像硬质合金和水泥工具包含金属粘合剂并在高于1,000华氏度的温度下开始软化。

晶须陶瓷

  增强或晶须陶瓷使用极细粒度的碳化硅晶体，被称为“晶须”，因为它们在显微镜下类似于细小的毛发，以增强和增韧基本陶瓷化合物。在陶瓷工具材料中，单晶碳化硅晶须，直径为 1 微米，长度为 0.003937 英寸（100微米）在氧化铝基体结构中相互交织。这些晶须的抗拉强度约为 100 万磅/平方英寸，可显着提高工具材料的断裂韧性。它们还有效地阻止和防止裂纹扩展。

  增强陶瓷的工作方式与其他切割材料不同。使用增强陶瓷刀具，加工的目标是在刀具前产生高温以软化或塑化工件材料，这有助于去除材料并降低切削力。例如，镍合金的理想切削温度约为 1,800华氏度。使用陶瓷刀片进行切削需要高表面速度和平衡进给率。需要高速以在剪切区产生高温并确保热量直接传播到刀具前面的切屑形成区。当切削速度过慢时，产生的热量不足以软化该区域的材料，切削力升高而导致刀片失效。

  使用陶瓷刀片的一个策略是编程更少但更深的切削，将刀片深埋在工件中。这将凹口结构进一步向上移动到刀片表面，到达具有更大、更强横截面的区域。应该对斜切进行编程以适应这些刀具，并且应避免固定的切削深度以将磨损分散到刀片的较大部分。

  使用增强陶瓷加工断续切削时，保持刀具的高速度很重要。经验法则是估计工件表面中的空隙百分比，并按该百分比提高切割速度。表面速度的这种增加抵消了由空隙产生的热量损失。须晶陶瓷最适用于坚硬的黑色金属材料和难以加工的镍基合金，包括 Inconel、Waspoloy 和 Hastelloy。它们在硬度低于 Rc 42 的铁合金上效果不佳，因为铁和碳（碳化硅增强材料的一部分）之间会发生化学反应。

氮化硅

  基于氮化硅的陶瓷具有更高的耐磨性和热冲击性，并具有高断裂韧性。这些陶瓷工具具有嵌入耐高温晶界的针状结构。这些结构增强了裂纹偏转、裂纹桥接和拉拔效应，并导致了优异的断裂韧性。这些材料基于高纯度陶瓷粉末的成分。用于生产这些陶瓷的技术，包括优化的粉末加工和气体烧结，提高了它们的断裂韧性和高温硬度。

  氮化硅非常适合粗加工铸铁，即使在不利条件下，例如严重断续切削和不同切削深度。氮化硅也用于铣削铸铁，即使是正刀具几何形状。氮化硅适用于生产大横截面切屑和需要正刀具几何形状的铣削操作

  当与强大的机床一起使用时，氮化硅可实现高切削速度（超过 800 英寸/分钟）和粗镗铸铁的进给速度（0.2 至 0.3 英寸/分钟）。氮化硅刀具具有抗断裂性，但其相对较低的耐化学磨损性限制了它们在加工球墨铸铁中的应用。然而，耐磨的化学气相沉积 (CVD) 氧化铝涂层扩大了氮化硅基刀具的应用范围，包括这些难以加工的铁。灰口铸铁和球墨铸铁可以以 500 到 800 英寸/分钟的切削速度进行铣削，有时甚至可以超过 1,000 英寸/分钟。

  通过上面呢我们知道加工陶瓷对刀具的要求很多，大家在挑选陶瓷雕铣机的时候也要看中这一点，像我们鑫腾辉数控的陶瓷雕铣机用的是全自动对刀仪，刀具长度自动补偿，自动换刀系统，刀库容量12（选配）就不用太担心这个问题。