[其他]增強陶瓷切削刀具

無效

• 申請號: 86102489
• 申請日: 1986-03-13
• 公開（公告）號: CN86102489A
• 公開（公告）日: 1986-11-12
• 發明（設計）人: 詹姆斯·F·霍迪斯;查斯特·J·德茨德茨克;羅納德·L·比蒂
• 申請（專利權）人: 大西洋里奇費爾德公司
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;C04B35/76
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 段承恩,徐汝巽

本案是我們1985年3月14登記的共同未決美國專利申請06/711，695號的部分連續申請。

本發明涉及到切削工具，尤其涉及到改進的陶瓷切削工具。

金屬切削即“切削加工”在金屬加工業中被認為是最重要的和最廣泛使用的方法之一。在普通的機械加工操作中，有成型加工、刨削加工、銑削加工、平面磨加工、拉削加工、研磨加工、鋸切加工，車削加工、鏜孔加工、鉆孔加工以及鉸孔加工，其中某些方法，例如鋸切加工，可在工件的內，外表面上操作，而另外一些只能在工件的內表面上操作（如鉸孔加工），或只能在工件的外表面上操作（如表面磨平）。這些各種不同的加工方法，都在De????Garmo，Materials????and????Processes????in????Manufacturing，3rd????edn.，（1969），特別是在第16章，“Metal????Cutting”中作了詳細地描述。

對一個確定的機械加工方法的生產率的衡量，是通過在一定的時間內，從工件上切掉的金屬總量來確定的。為此，很多材料都曾被用作或被建議用作切削刀具，通常把這些材料分為工具鋼，高速鋼，非鐵鑄造合金，硬質合金和陶瓷（這里金鋼石也有一些特殊的應用），衡量切削刀具性能的參數有切削速度，切削深度，進給速度以及刀具耐用度。先有技術中每種切削工具材料都缺少一種或多種這些性能參數。工具鋼，高速鋼以及非鐵鑄造合金全都有臨界溫度的限制，這就限制使它們的切削速度在相當低的水平，這個速度是用每分鐘呎（fpm）或每分鐘米（m/min）來度量的，典型的高速鋼刀具切削鋼的深度限制到100-225fpm（30-70m/min）的范圍內，切削有色材料切削速度被限制在250-300fpm（75-90m/min）范圍內。有色鑄造合金刀具可在比這種切削速度高達近兩倍的條件下工作，碳化物材料，例如碳化鎢，使鋼的切削速度提高一至四倍，特別是用碳化物涂層刀具時更是如此。但是，碳化物不如鋼那樣具有韌性，而且對沖壓破壞敏感。這就嚴重地影響它們在有沖擊因素作用條件下，例如在進行間斷切削或在加工硬工件時的應用。

人們發現陶瓷材料，例如氧化鋁、可用來生產切削刀具，該刀具能在比常規刀具和碳化物刀具更高的切削速度條件下操作。例如，據報道，其切削的切削速度為500-1400fpm（150-430m/min）。但是，陶瓷刀具的耐用度還有嚴重的問題。因為陶瓷甚至比碳化物更脆，也更缺少韌性。當陶瓷材料經受沖擊時，它那種預料不到的，而且是災難性的斷裂傾向是特別令人擔心的，因此，當陶瓷材料刀具切削速度很高時，只可能在十分低的進給速度的條件下使用它們，即在大大低于使用鋼制和碳化物制切削刀具時的進給速度下使用。

人們還發現，所有技術的切削工具的生產率都相當低，該生產率隨切削速度和進給速度而變化。鋼和碳化物刀具，雖然它們有較高的進給速度、但切削速度相當低，相反地，陶瓷刀具、雖然它們具有較高的切削速度，但只能在進給速度相當低的條件下工作。因此，以在一定的期間內切除金屬總量來確定其生產率。與所使用的切削刀具的種類是關系不大的。

在涉及使用各種陶瓷作為切削刀具的參考文獻中，包括授予Iycri????et????al等的美國專利4，543，343號，該專利對氧化鋁、氧化鋯及碳化鈦與硼化鈦組成的陶瓷切削刀具作了描述。

還有一些說法;碳化硅纖維增強陶瓷能用于各種機器零部件，使用的例子包括熱交換器，模具，管咀，渦輪，閥門以及齒輪，請參看日本專利59-54680，及59-102681號。但這些公開的文獻對這里描述的切削刀具的發明是無特殊關系的。因為這些零件并不像那種工作環境下的零件，承受沖擊應力，在上述的文獻中，既沒有提及對韌性沖擊阻抗的改進，也沒有表現對這些性質的性趣。