氧化鋁（Al2O3）基陶瓷刀具材料介紹

純氧化鋁陶瓷

       純氧化鋁陶瓷中的Al2O3成份占99.9%以上，多呈白色，俗稱白陶瓷。這是早期使用的陶瓷，由于其強度低，抗熱振性及斷裂韌性較差，切削時易崩刃，只適用于300HBW以下的鑄鐵和鋼的連續表面粗加工和半精加工，使用范圍非常有限，故目前已被其它各種Al2O3基復合陶瓷所取代。

氧化鋁-碳化物系復合陶瓷

       它是在Al2O3基體中加入TiC或SiC等成份經熱壓燒結而成的陶瓷，是目前國內外使用Z多的陶瓷刀具材料之一。氧化鋁-碳化物系復合陶瓷適于加工各種鋼材（碳素結構鋼、合金結構鋼、高強度鋼、高錳鋼、軸承鋼、不銹鋼、淬硬鋼等）和各種鑄鐵（包括冷硬鑄鐵、高鉻鑄鐵等），也可加工銅合金、石墨、工程塑料和復合材料；加工鋼優于Si3N4 基陶瓷刀具；但它不宜用來加工鋁合金、鈦合金和鉭合金，否則容易產生化學磨損。

納米金屬陶瓷刀具

       它是在傳統的Al2O3 / TiC金屬陶瓷中通過加入納米材料TiN（氮化鈦）和AlN（氮化鋁），經改性而成的一種新型Al2O3基陶瓷刀具，可細化晶粒和優化材料力學性能。使用表明，這是高技術含量及高附加值的新型刀具，可部分取代K20（YG8）、P10（YT15）等面廣量大的硬質合金刀具，刀具壽命可提高2倍以上，生產成本則與K20（YG8）刀具相當或稍低。目前，納米陶瓷及納米復合陶瓷刀具已成為高技術陶瓷材料研究開發的一個前沿領域。

Al2O3 / SiCw晶須增韌陶瓷

       在Al2O3陶瓷基體中添加20%∼30% SiCw晶須（是直徑小于0.6μm，長度為10∼80μm的單晶，具有一定的纖維結構，抗拉強度為7 GPa，抗拉彈性模量超過700 GPa）而成的Al2O3 / SiCw晶須增韌陶瓷，可有效地用于斷續切削及粗車、銑削和擴孔等工序，適于加工鎳基合金、高硬度鑄鐵和淬硬鋼等材料。SiCw晶須作用類似鋼筋混凝土中的鋼筋，能成為阻擋或改變裂紋發展的障礙，使其韌性大幅度提高。

Al2O3 /（W,Ti）C梯度功能陶瓷

       它是通過控制陶瓷材料的組成分布以形成合理的梯度，從而使刀具內部產生有利的殘余應力分布來抵消切削中的外載應力。具有表層熱導率高、有利于切削熱的傳出、熱膨脹系數小、結構完整性好、不易破損等特點。用其加工鋼鐵材料時的刀具壽命可比同類Al2O3/（W, Ti）C復合陶瓷SG-4高1∼1.5倍，并且刀具有很好的自礪性，崩刃后仍能進行正常切削。

Al2O3 / TiB2 和Al2O3 / ZrO2 等復合陶瓷

       在Al2O3中添加TiB2、Ti(C，N) 、ZrO2等成份的陶瓷可進一步提高材料的物理機械性能和切削加工性能，其中以Al2O3 / TiB2和Al2O3 / ZrO2使用較多。如用Al2O3/ TiB2陶瓷刀具加工40CrNiMoA鋼時，刀具壽命為Al2O3/ TiC刀具的3倍，加工4Cr5MoVSi鋼時，刀具抗邊界磨損能力為Al2O3 / TiC刀具的2倍。而Al2O3 / ZrO2陶瓷刀具材料的斷裂韌度、強度和耐磨性高，抗崩刃性能好。如用CC620刀片粗車和半精車鑄鐵和球墨鑄鐵等材料，切削速度可達900 m/min；用于加工合金鋼時，粗車切削速度可達200 m/min，精車切削速度可達800 m/min。