(1)納米金屬陶瓷刀具 這是合肥工業(yè)大學材料學院新近開發(fā)出的一種新型氧化鋁基陶瓷刀具。它是在傳統(tǒng)的Al2 O3-TiC金屬陶瓷中加入納米材料TiN(氮化鈦)和AlN(氮化鋁)改性而成,從而可細化晶粒、優(yōu)化材料力學性能。使用表明,這是一種高技術含量、高附加值的新型刀具,可部分取代K20(YG8)、P10(YT15)等硬質(zhì)合金刀具,刀具壽命可提高2倍以上,而生產(chǎn)成本則與K20(YG8)刀具相當。
(2)涂層氮化硅陶瓷刀具 Si3 N4基陶瓷的韌性優(yōu)于Al2 O3基陶瓷,但其耐磨性稍差。切削鑄鐵時,Si3 N4陶瓷刀具的后刀面磨損大于Al2 O3陶瓷刀具;切削鋼料時,Si3 N4陶瓷刀具的月牙洼磨損較大。為此,國外在Si3 N4基陶瓷表面上施以TiN、TiC、Ti(C,N)和Al2 O3等涂層,可單涂層,也可多涂層。經(jīng)涂層后的氮化硅刀具其磨損量為未涂層的1/3,在加工普通鑄鐵的切削速度可達200~1000m/min,且壽命更長。例如,Sandvik公司的GC1690涂層氮化硅陶瓷刀具在加工高強度灰鑄鐵時的進給量達0.4mm/r,切削速度為500m/min。Seco日本公司的涂層Si3 N4陶瓷刀具,切削鋼材時抗月牙洼磨損的能力強,其切削速度可達Al2 O3基陶瓷刀具的切削速度,但進給量卻大于后者而接近涂層硬質(zhì)合金刀具,可使材料切除率大大提高。
(3)TiB2基陶瓷刀具 這是美國佐治亞州理工學院利用自擴散高溫合成工藝(Self-propagating High-temperature Synthesis-process,SHS)研制出的一種新型陶瓷刀具,其商品名為Advanced TiB2。它的硬度是氮化硅的2倍,密度是硬質(zhì)合金的1/3,而顯微硬度則比硬質(zhì)合金高(900~1000)HV,其切削性能介于硬質(zhì)合金和超硬材料CBN之間,用其銑削和車削黑色和有色金屬、硬度大于52HRC的淬硬鋼和高溫合金等材料時,刀具壽命可比現(xiàn)有的硬質(zhì)合金刀具長56倍。
此外,近幾年來ZrO2基陶瓷刀具的性能提高也取得了重要進展。ZrO2基陶瓷適于加工各種鋁合金,包括硅含量高的硅鋁合金。所以有人認為,TiB2基陶瓷、ZrO2基陶瓷與現(xiàn)在已在使用的Si3 N4基陶瓷一樣,有可能成為未來使用的主要刀具陶瓷材料。