[其他]切削刀具及其刃磨方法

在審

• 申請號: 101985000000128
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100128B
• 公開（公告）日: 1987-12-30
• 發明（設計）人: 羅振壁;苗赫濯;江作昭;衷待群;馬德金
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 付尚新

一種改進的高耐磨性氮化硅基韌性復合陶瓷切削刀具和它的刃磨與使用方法，能夠適應多種金屬與非金屬材料、工程塑料與復合材料粗精加工，特別是能勝任多種超硬、難加工材料坯件拔荒粗加工與工件半精加工和精加工。高的紅硬性、長的切削壽命和穩定的化學性能使這種刀具能實現超高速切削、高材料切除率加工和高的加工精度與表面光潔度加工，并能擴大現有機床的工藝能力獲取良好的經濟效益。切削試驗與生產應用證明其切削性能優于硬質合金刀具和現有的陶瓷刀具。

本發明涉及一種陶瓷刀具和它的刃磨方法。

如“氮化硅為灰鑄鐵加工提供高的切削效率”（“Silicon Nitride Inserts Offer High Cutting Rates for Cast-Iron”〈Cutting Tool Engineering〉Vol.35/1983/No.1～2）和“切削刀具材料的現狀和發展趨勢”（Herbert S·Kalish“Status Report：Cutting Tool Materials”〈Metal Progress〉No，11/1983）兩文所述，高純氧化鋁（Al₂O₃）陶瓷或氧化鋁基復合（Al₂O₃+15～30%TiC）陶瓷刀具的主要缺點是性脆、抗沖擊能力差。因此盡管它有不少優點，但由于它們的抗力或熱沖擊能力差，易崩刃，使它們在刀具構成比中被限制在1～5%的范圍內。無壓或熱壓燒結制得的Sialon陶瓷刀不適于鋼件加工，也很少用于有色金屬件加工。在硬鐵金屬件，如冷硬鑄鐵、高合金硬化鑄鐵與各種淬硬鋼件，和鎳合金及硬鎳涂層等難加工材料加工中要求有優良韌性、高硬度、高溫強度與硬度、在高溫和高應力作用下具有高的耐磨性的切削刀具。日本專利：No.82145079、No.84146983、No.8469475，美國專利：US-438805、US-4286905和歐洲專利：No.95129等雖對氮化硅陶瓷刀具材料性能的改進和切削性的提高有貢獻，但它們均難于滿足超硬、難加工材料件，特別是這些材料的鑄鍛坯件加工的要求。

本發明的任務是提供一種高耐磨的氮化硅（Si₃N₄）基高韌性復合陶瓷刀具及其刃磨方法，使它能勝任多種超硬、難加工材料的粗、精切削加工，擴大現有機床的工藝能力，實現高速或超高速切削、高切除率加工或高精度高光潔度切削加工，特別是能勝任多種淬硬鋼、硬鑄鐵鑄鍛坯件的撥荒粗切削。

本發明是通過下述幾方面來完成的：將熱壓制取的高耐磨氮化硅（Si₃N₄）基高韌性復合陶瓷制成矩形、長方形、三角形、圓形或各種規定的幾何形狀（圖1），用機械夾固或粘接方式固定于刀體（桿）上（圖2）。刀體（桿）采用不淬硬的韌性材料制作，并按要求的實際切削角度（圖3）銑出刀片安裝槽（圖4），刀片采用人造金剛石磨具、磨料進行刃磨、研拋或修整達到規定的幾何形狀和表面光潔度。采用這種機夾式或粘接式鑲齒刀具輔以合適的切削條件就能完成高速或超高速切削、高材料切除率加工、高精度與高光潔度加工，特別是多種超硬、難加工材料坯件的撥荒粗加工。本發明的使用應遵循以下詳述的實施細則：

本發明刀具所采用的刀片材料為高耐磨的氮化硅（Si₃N₄）基高韌性復合陶瓷，其材料性應達到以下指標：a、抗彎強度σ_b65kgmm^-1、斷裂韌性K_IC≥7MNm^-3/²，C、硬度：HRA≥93.5（室溫），HV≥1200/1000℃，d、耐熱性：在1200～1300℃切削高溫下能維持切削能力，e、抗熱震性：在600℃～800℃溫差下不會明顯地影響刀具壽命，或在1200℃高溫差下驟冷1次以上不出現可見的裂紋。