陶瓷和金属陶瓷刀具和刀片由于具有承受高温的能力和卓越的硬度，在机械加工行业中越来越受欢迎。这些特性使其适合高速切削和加工硬质材料，例如淬火钢和高温合金。然而，尽管陶瓷和金属陶瓷刀具和刀片具有优点，但使用陶瓷和金属陶瓷刀具和刀片仍存在一些缺点。了解这些缺点对于在加工操作中做出明智的决策至关重要。
陶瓷和金属陶瓷刀具的主要缺点之一是它们的脆性。与可以吸收一定程度的冲击和振动的硬质合金刀片不同，陶瓷和金属陶瓷材料更容易破裂和碎裂。这种脆性使得它们不适合涉及断续切削或工具受到突然冲击的操作的应用。例如，在刀具反复进入和退出工件的铣削操作中，陶瓷刀片破裂的风险较高。
为了缓解这个问题，制造商经常用碳化硅晶须强化陶瓷材料，碳化硅晶须像纤维一样增强陶瓷基体的韧性。然而，即使有这些增强材料，与硬质合金刀具相比，陶瓷刀具仍然更脆弱。这种限制需要小心处理和特定的加工条件，以防止刀具过早失效。
陶瓷和金属陶瓷刀具对热冲击高度敏感，这种热冲击在温度快速变化时发生。这种敏感性可能导致切削刃破裂或碎裂。在加工操作中，当冷却液使用不一致或刀具在切削阶段和非切削阶段之间过渡时，可能会发生热冲击。例如，在断续切削操作中，刀具在切削过程中反复升温，在不与工件接触时冷却，导致热循环，从而损坏刀具。
为了降低热冲击的风险，必须保持冷却液的一致应用，或者在某些情况下完全避免使用冷却液。然而，这种方法会限制陶瓷和金属陶瓷刀具的多功能性，使其不太适合某些需要冷却液来控制工件温度和排屑的加工环境。
虽然陶瓷和金属陶瓷刀具在硬质材料的高速加工方面表现出色，但与硬质合金刀具相比，其应用范围相对有限。陶瓷对于加工硬质黑色金属材料和镍基高温合金特别有效，但不太适合加工较软的材料或硬度较低的材料。例如，由于潜在的反应问题，不建议使用陶瓷来加工硬度低于 42 Rc 的黑色金属材料。
金属陶瓷是陶瓷和金属材料的组合，与纯陶瓷相比，其应用范围更广。然而，它们仍然达不到硬质合金刀具所提供的多功能性。金属陶瓷主要用于精加工，在粗加工或重型加工任务中效果较差。
陶瓷和金属陶瓷刀具和刀片的成本通常高于硬质合金刀具。这种较高的成本归因于生产这些材料所涉及的复杂制造工艺。例如，陶瓷刀片经过热压工艺，利用外部热量和高压来消除孔隙并达到所需的硬度。此外，陶瓷材料的研磨和成型需要专门的设备和技术，进一步增加了生产成本。
此外，陶瓷和金属陶瓷工具提供的重磨或修复机会有限。一旦切削刃磨损或损坏，刀具通常需要整个更换，随着时间的推移，会导致刀具成本更高。对于需要频繁更换刀具的应用，这种限制使得陶瓷和金属陶瓷刀具的成本效益较低。
陶瓷和金属陶瓷刀具的磨损模式与硬质合金刀具的磨损模式显着不同。例如，由于后刀面磨损造成的压力，陶瓷刀片往往会在切削刃上出现剥落。虽然这种剥落会在粗加工操作中暴露出新的、更锋利的边缘，但它也会导致不可预测的刀具性能并降低精加工操作中的表面光洁度质量。
另一方面，金属陶瓷刀具比硬质合金刀具具有更强的化学惰性，从而减少了积屑瘤和月牙洼磨损的可能性。然而，它们在保持一致的磨损模式方面仍然面临挑战，特别是在涉及高温和侵蚀性切削条件的应用中。平衡耐磨性和韧性的需要通常会导致影响刀具寿命和性能的权衡。
使用陶瓷和金属陶瓷刀具进行加工对机床提出了很高的要求。要使这些材料达到最佳性能，需要高切削力、进给量和高主轴转速。因此，机床必须处于良好状态，具有维护良好的润滑系统、主轴轴承和直线导轨系统。机床运动中的任何松动或间隙都会导致振动，对陶瓷和金属陶瓷刀具有害。
此外，刀柄和装置必须坚固，以最大限度地减少偏转和振动。建议采用尽可能短的悬伸并使用粗刀柄或镗杆，以增强加工过程中的稳定性。这些严格的要求可能会限制陶瓷和金属陶瓷刀具在特定机床和设置中的使用，从而降低其在制造环境中的整体灵活性。
虽然陶瓷和金属陶瓷刀具和刀片在硬度、耐热性和高速加工能力方面具有显着的优势，但它们也有一些缺点。它们的脆性、对热冲击的敏感性、有限的应用范围、较高的成本、独特的磨损模式以及严格的机床要求是选择用于加工操作的切削刀具时需要考虑的重要因素。通过了解这些缺点，制造商可以做出明智的决策并优化其加工工艺，以实现最佳的结果。
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