陶瓷作为一种高效刀具材料,非常适合高速加工和高效加工。由于可显著提高切削速度和进给速度,因此可以提高金属切除率,缩短加工时间,从而可提高切削加工的经济性,甚至还可减少投资成本。
目前,氮化硅陶瓷刀具材料已用于铸铁的高效加工,并在加工的安全性、稳定性和经济性上均有出色表现。德国SPK刀具公司开发的新型SiAlON刀具材料为氮化硅陶瓷刀具材料家族又增加了新成员。
一般的氮化硅刀具材料成分为?-Si3N4,而新开发的SiAlON刀具材料成分为α-/?-SiAlON,通过对材料金相组织的改进,使细小的碳化物硬颗粒分布在SiAlON晶粒之间,从而提高了SiAlON刀具材料的硬度和抗热振性能,并使其具有更高的抗氧化能力和更好的化学稳定性。
由于α-/?-SiAlON刀具材料具有上述优良特性,因此它能适用于很广的加工领域,包括从粗加工到精加工,从连续切削到断续切削,甚至可用于有剧烈振动的切削加工;它既可用于车削加工,又可用于铣削加工;它可加工的材料包括灰铸铁和球墨铸铁。在加工灰铸铁时,可应用于各种加工场合;在加工球墨铸铁时,除可用于铣削加工外,现在还可用于车削的断续加工。
铣削加工时,应选用韧性好的α-/?-SiAlON材料,SL808牌号就是专门为此而开发的,它在加工灰铸铁时显示出很高的加工效率。例如,用MKS90°面铣刀粗铣加工GJL250灰铸铁的箱体,切削速度可达
通过加工一个压缩机壳体,对α-/?-SiAlON与?-Si3N4两种材料的切削性能进行了比较。首先加工加强筋和平面,在每齿进给量与?-Si3N4相同时,α-/?-SiAlON的SL808可采用更高的切削速度,缩短了每件加工时间。由于α-/?-SiAlON的耐磨性好,刀具寿命更长,进一步提高了加工的经济性。与?-Si3N4相比,SL808的切削速度提高了约15%,刀具寿命提高了约63%,所用切削用量为每齿进给量