陶瓷機加工工藝

氧化物陶瓷

  陶瓷或“水泥氧化物”工具主要由氧化鋁制成，可以添加鈦、鎂、鉻或鋯的氧化物或碳化硅顆粒，這些顆粒均勻分布在整個氧化鋁基體中以提高韌性。對氧化物而言相對脆，需要高剛性和無振動的機器和裝置。這些材料在超過4,000psi的壓力下成型，并在大約3,000華氏度的溫度下燒結。這一過程部分解釋了這些工具的高密度和硬度。氧化物陶瓷主要用于粗車和精車、灰鑄鐵和球墨鑄鐵的開槽以及不使用冷卻液的高速連續切削。陶瓷工具在高達4,000華氏度的極端溫度下是穩定的，不像硬質合金和水泥工具包含金屬粘合劑并在高于1,000華氏度的溫度下開始軟化。

晶須陶瓷

  增強或晶須陶瓷使用極細粒度的碳化硅晶體，被稱為“晶須”，因為它們在顯微鏡下類似于細小的毛發，以增強和增韌基本陶瓷化合物。在陶瓷工具材料中，單晶碳化硅晶須，直徑為 1 微米，長度為 0.003937 英寸（100微米）在氧化鋁基體結構中相互交織。這些晶須的抗拉強度約為 100 萬磅/平方英寸，可顯著提高工具材料的斷裂韌性。它們還有效地阻止和防止裂紋擴展。

  增強陶瓷的工作方式與其他切割材料不同。使用增強陶瓷刀具，加工的目標是在刀具前產生高溫以軟化或塑化工件材料，這有助于去除材料并降低切削力。例如，鎳合金的理想切削溫度約為 1,800華氏度。使用陶瓷刀片進行切削需要高表面速度和平衡進給率。需要高速以在剪切區產生高溫并確保熱量直接傳播到刀具前面的切屑形成區。當切削速度過慢時，產生的熱量不足以軟化該區域的材料，切削力升高而導致刀片失效。

  使用陶瓷刀片的一個策略是編程更少但更深的切削，將刀片深埋在工件中。這將凹口結構進一步向上移動到刀片表面，到達具有更大、更強橫截面的區域。應該對斜切進行編程以適應這些刀具，并且應避免固定的切削深度以將磨損分散到刀片的較大部分。

  使用增強陶瓷加工斷續切削時，保持刀具的高速度很重要。經驗法則是估計工件表面中的空隙百分比，并按該百分比提高切割速度。表面速度的這種增加抵消了由空隙產生的熱量損失。須晶陶瓷最適用于堅硬的黑色金屬材料和難以加工的鎳基合金，包括 Inconel、Waspoloy 和 Hastelloy。它們在硬度低于 Rc 42 的鐵合金上效果不佳，因為鐵和碳（碳化硅增強材料的一部分）之間會發生化學反應。

氮化硅

  基于氮化硅的陶瓷具有更高的耐磨性和熱沖擊性，并具有高斷裂韌性。這些陶瓷工具具有嵌入耐高溫晶界的針狀結構。這些結構增強了裂紋偏轉、裂紋橋接和拉拔效應，并導致了優異的斷裂韌性。這些材料基于高純度陶瓷粉末的成分。用于生產這些陶瓷的技術，包括優化的粉末加工和氣體燒結，提高了它們的斷裂韌性和高溫硬度。

  氮化硅非常適合粗加工鑄鐵，即使在不利條件下，例如嚴重斷續切削和不同切削深度。氮化硅也用于銑削鑄鐵，即使是正刀具幾何形狀。氮化硅適用于生產大橫截面切屑和需要正刀具幾何形狀的銑削操作

  當與強大的機床一起使用時，氮化硅可實現高切削速度（超過 800 英寸/分鐘）和粗鏜鑄鐵的進給速度（0.2 至 0.3 英寸/分鐘）。氮化硅刀具具有抗斷裂性，但其相對較低的耐化學磨損性限制了它們在加工球墨鑄鐵中的應用。然而，耐磨的化學氣相沉積 (CVD) 氧化鋁涂層擴大了氮化硅基刀具的應用范圍，包括這些難以加工的鐵。灰口鑄鐵和球墨鑄鐵可以以 500 到 800 英寸/分鐘的切削速度進行銑削，有時甚至可以超過 1,000 英寸/分鐘。

  通過上面呢我們知道加工陶瓷對刀具的要求很多，大家在挑選陶瓷雕銑機的時候也要看中這一點，像我們鑫騰輝數控的陶瓷雕銑機用的是全自動對刀儀，刀具長度自動補償，自動換刀系統，刀庫容量12（選配）就不用太擔心這個問題。