金属陶瓷推广应用中的限制因素

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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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2O世纪80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，研制新牌号金属陶瓷材料。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。在此方案中，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主。我们的最新～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外发部门研制出适用于钢材机加工的GC4000牌号碳化钨/钴硬质合金。烧结工艺也是研制成功的基本因素。两种硬质含金材料在材料、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。

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。其一是好切削刃均匀磨损时，切削刃有再磨锐效应；其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入计。最近进行的一项研究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用作金属粘贴物，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。
间歇加工能力加强

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；抗热胀冷缩破裂性能等。在过上，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。

许多精加中中仅包含连续切削，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。对于金属陶烧来说，该领域也不再是一个真中地带。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。

为什么会产生涂层金属陶瓷牌号？

由于通过涂层，可以增强对片的耐磨性与抗塑性变形能力，因此使制造出韧性较好的金属陶瓷成为一种可能。通过增加涂层，可以制造出切削速度高于160Sfm的韧性较好的现代金属陶瓷刀片。而且，从材料学角度分析，刀片基体与涂层材料能够结合是一种非常理想的方式。但是，为保证加工出最佳的、极高的表面质量，非涂层切削刃仍是一种最佳选择。

在金属陶瓷与碳化钨硬质合金牌号之间进行选择仍是最主要的并且有时会存在一定的特有矛盾类型(冲突特征化)的问题——金属陶瓷仍然是较适合进行精加工的刀片材料，尤其适用于可以充分发挥其保持极小尺寸与最佳表面质量方面的应用环境中。上述两个条件仍然是选择两种刀具材料所考虑的关键因素。

注意负载因素

尽管现在金属陶瓷的应用领域已相当广泛，并已使用的安全性也较高，但是切削对负载仍然是一个存在疑惑的问题。特别是与切削深度数倍于进给率，产生的负载较大时，应特别注意。在这种情况下，切屑截面积大小是决定是否选择金属陶瓷刀片的主要因素。

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