陶瓷刀具材料的新品种

（1）纳米金属陶瓷刀具 这是合肥工业大学材料学院新近开发出的一种新型氧化铝基陶瓷刀具。它是在传统的Al₂ O₃-TiC金属陶瓷中加入纳米材料TiN（氮化钛）和AlN（氮化铝）改性而成，从而可细化晶粒、优化材料力学性能。使用表明，这是一种高技术含量、高附加值的新型刀具，可部分取代K20（YG8）、P10（YT15）等硬质合金刀具，刀具寿命可提高2倍以上，而生产成本则与K20（YG8）刀具相当。

（2）涂层氮化硅陶瓷刀具 Si₃ N₄基陶瓷的韧性优于Al₂ O₃基陶瓷，但其耐磨性稍差。切削铸铁时，Si₃ N₄陶瓷刀具的后刀面磨损大于Al₂ O₃陶瓷刀具；切削钢料时，Si₃ N₄陶瓷刀具的月牙洼磨损较大。为此，国外在Si₃ N₄基陶瓷表面上施以TiN、TiC、Ti（C，N）和Al₂ O₃等涂层，可单涂层，也可多涂层。经涂层后的氮化硅刀具其磨损量为未涂层的1/3，在加工普通铸铁的切削速度可达200～1000m/min，且寿命更长。例如，Sandvik公司的GC1690涂层氮化硅陶瓷刀具在加工高强度灰铸铁时的进给量达0.4mm/r，切削速度为500m/min。Seco日本公司的涂层Si₃ N₄陶瓷刀具，切削钢材时抗月牙洼磨损的能力强，其切削速度可达Al₂ O₃基陶瓷刀具的切削速度，但进给量却大于后者而接近涂层硬质合金刀具，可使材料切除率大大提高。

（3）TiB₂基陶瓷刀具 这是美国佐治亚州理工学院利用自扩散高温合成工艺（Self-propagating High-temperature Synthesis-process，SHS）研制出的一种新型陶瓷刀具，其商品名为Advanced TiB₂。它的硬度是氮化硅的2倍，密度是硬质合金的1/3，而显微硬度则比硬质合金高（900～1000）HV，其切削性能介于硬质合金和超硬材料CBN之间，用其铣削和车削黑色和有色金属、硬度大于52HRC的淬硬钢和高温合金等材料时，刀具寿命可比现有的硬质合金刀具长56倍。

此外，近几年来ZrO₂基陶瓷刀具的性能提高也取得了重要进展。ZrO₂基陶瓷适于加工各种铝合金，包括硅含量高的硅铝合金。所以有人认为，TiB₂基陶瓷、ZrO₂基陶瓷与现在已在使用的Si₃ N₄基陶瓷一样，有可能成为未来使用的主要刀具陶瓷材料。