一、陶 瓷
按化学成分，刀具用陶瓷可以分为：
1．纯氧化铝陶瓷
主要用A1203加微量添加剂(如MgO)，经冷压烧结而成，是一种廉价的非金属刀具材料。其抗弯强度为0.40—0.50GPa(40—50kgf／mm2)，硬度HRA91—92。由于抗弯强度过低，尚难以推广应用。
2．复合氧化铝陶瓷
在A1203基体中添加某些高硬度、难熔碳化物(如TiC)，并加入—些其他金属(如镍、钼)进行热压，可使抗弯强度提高到0.80GPa(80kgf／mm2)以上，硬度达到HRA93—94。
陶瓷有很高的高温硬度，在1200℃高温时，硬度尚能达HRA80。 若是硬质合金，在这样的高温下，已丧失切削能力。另外，陶瓷的化学惰性大，和被加工金属亲和作用小。但陶瓷的严重缺陷是抗弯强度和冲击韧性很差，对冲击十 分敏感。因此，目前主要用于各种金属材料(钢、铸铁、高温合金等)的精加工和半精加工。对淬硬钢、冷硬铸铁的车削、铣削特别有效，其耐用度、加工效率和已 加工表面质量常高于硬质合金刀具。随着陶瓷材料制造工艺的改进(如热压)，采用更细更纯的A1203粉末，刚某些金属碳化物、氧化物，将有利于抗弯强度的提高，从而可扩大其使用范围。
在A1203基体中加入SiC或ZrO2晶须而形成的晶须陶瓷，韧性有明显提高，切削性能得到改善。
3．复合氮化硅陶瓷
在Si3N4基体中添加TiC等化合物和金属Co等进行热压，可以制成复合氮化硅陶瓷。它的机械(力学)性能与复合氧化铅陶瓷相近。氮化硅陶瓷能有效地切削冷硬铸铁和淬硬钢，切削一般钢材效果不显著。国外有一种赛隆(sialon)陶瓷，成分为Si3N4十A1203十Y203，也属于氮化硅基系列陶瓷，它加工镍基高温合金和铸铁效果很好。由于陶瓷的原料在自然界容易得到，因而是一种极有发展前途的新型刀具材料。
二、金 刚 石
金刚石分天然和人造两种，是碳的同素异形体。金刚石硬度极高，接近于HVl0000 (硬质合金仅为HVl300—1800)，是目前已知的最硬物质。天然金刚石的质量好，但价格昂贵。 人造金刚石是在高压高温条件下，借助于某些合金的触媒作用，由石墨转化而成。用专用设备压制出的单晶金刚石，可以制造金刚石砂轮。金刚石砂轮是磨削高硬度 脆性材料(如硬质合金)的特效工具。切削加工用的聚晶金刚石刀片是单晶金刚石经第二次压制形成的。
金 刚石刀具既能胜任陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等高硬度耐磨材料的切削加工，又可切削其他有色金属及其合金，使用寿命极高。但它不适合加工铁族材料，因为金 刚石中的碳元素与铁元素有很强的化学亲和性，因而碳元素极易向含铁的工件扩散，使合刚石刀具很快 磨损。而且当切削温度高于700℃时，碳原子即转化为石墨结构而丧失了硬度。
金刚石刀片的切削刃可以磨得很锋利，可对有色金属进行精密和超精密的高速切削，加工表面粗糙度Ra可达0．01—0．1μm。
金刚石万片除可用机械夹固或粘接方法固定在刀杆上使用外，还可在硬质合金基体上压制一层约0.5mm厚的金刚石，形成复合聚晶金刚石刀片。目前，金刚石复合刀片在钻探工具、石材的锯切工具及加工有色金属的切削刀具上应用较广。
三、立方氮化硼
氮化硼的性质与形状同石墨很相似。石墨经高温高压处理转化为人造金刚石，用类似的手段处理六方氮化硼就能得到立方氮化硼(CBN)。立方氮化硼是六方氮化硼的同素异形体，是人类已知的硬度仅次于金刚石的物质。两者性能比较列于表2—8。
立方氮化硼的热稳定性和化学惰性大大优于金刚石。在空气中，人造金刚石在700— 800℃时即石墨化，而立方氮化硼可耐1300—1500℃的高温，在这样的温度下也不发生显著的相交，从而保持其硬度。
聚晶立方氮化硼刀片可用机械夹固或焊接的方法固定在刀柄上。也可以将立方氮化硼与硬质合金压制在一起成为复合刀片，能以加工普通钢和铸铁的切削速度切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等，从而大大提高生产率。当用以精车淬硬零件时，其加工精度与表面质量足以代替磨削。
聚晶立方氮化硼刀具能用金刚石砂轮磨削，而聚晶金刚石刀具的磨削则要困难得多。
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