陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能好、耐熱性和化學穩(wěn)定性優(yōu)良等特點，且不易與金屬產(chǎn)生粘接。陶瓷刀具在數(shù)控加工中占有十分重要的地位，陶瓷刀具已成為高速切削及難加工材料加工的主要刀具之一。陶瓷刀具廣泛應用于高速切削、干切削、硬切削以及難加工材料的切削加工。陶瓷刀具可以高效加工傳統(tǒng)刀具根本不能加工的高硬材料，實現(xiàn)“以車代磨”；陶瓷刀具的＊佳切削速度可以比硬質(zhì)合金刀具高2～lO倍，從而大大提高了切削加工生產(chǎn)效率；陶瓷刀具材料使用的主要原料是地殼中＊豐富的元素，因此，陶瓷刀具監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應用對提高生產(chǎn)率、降低加工成本、節(jié)省戰(zhàn)略性貴重金屬具有十分重要的意義，也將極大促進切削技術(shù)的進步。⑴ 陶瓷刀具材料的種類陶瓷刀具材料種類一般可分為氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、復合氮化硅一氧化鋁基陶瓷三大類。其中以氧化鋁基和氮化硅基陶瓷刀具材料應用＊為廣泛。氮化硅基陶瓷的性能更優(yōu)越于氧化鋁基陶瓷。⑵ 陶瓷刀具的性能、特點① 硬度高、耐磨性能好：陶瓷刀具的硬度雖然不及PCD和PCBN高，但大大高于硬質(zhì)合金和高速鋼刀具，達到93-95HRA。陶瓷刀具可以加工傳統(tǒng)刀具難以加工的高硬材料，適合于高速切削和硬切削。② 耐高溫、耐熱性好：陶瓷刀具在1200℃以上的高溫下仍能進行切削。陶瓷刀具具有很好的高溫力學性能， A12O3陶瓷刀具的抗氧化性能特別好，切削刃即使處于赤熱狀態(tài)，也能連續(xù)使用。因此，陶瓷刀具可以實現(xiàn)干切削，從而可省去切削液。③ 化學穩(wěn)定性好：陶瓷刀具不易與金屬產(chǎn)生粘接，且耐腐蝕、化學穩(wěn)定性好，可減小刀具的粘接磨損。④ 摩擦系數(shù)低：陶瓷刀具與金屬的親合力小，摩擦系數(shù)低，可降低切削力和切削溫度。⑶ 陶瓷刀具有應用陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具適用于切削加工各種鑄鐵(灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵、高合金耐磨鑄鐵)和鋼材(碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高強度鋼、高錳鋼、淬火鋼等)，也可用來切削銅合金、石墨、工程塑料和復合材料。陶瓷刀具材料性能上存在著抗彎強度低、沖擊韌性差問題，不適于在低速、沖擊負荷下切削。

1、硬質(zhì)點磨損，因為材料中含有一些碳化物、氮化物、積屑瘤殘留物等質(zhì)點雜質(zhì)。2、粘結(jié)磨損，加工過程中，切屑與刀具接觸面在一定的溫度與壓力下，產(chǎn)生塑性變形而發(fā)生冷焊現(xiàn)象，刀具表面粘結(jié)點被切屑帶走而發(fā)生的磨損。3、擴散磨損，由于切削時高溫作用，刀具與工件材料中的合金元素相互擴散，而造成刀具磨損。4、氧化磨損，硬質(zhì)合金刀具切削溫度達到700-800℃時，刀具中一些碳、鈷、碳化鈦等被空氣氧化，在刀具表層形成一層硬度較低的氧化膜，當氧化膜磨損掉后在刀具表面造成的磨損。5、相變磨損，在切削的高溫下，刀具金相組織發(fā)生改變，從而引起硬度降低造成的磨損。刀具在斷續(xù)切削條件下，由于強烈的機械與熱沖擊，超過刀具材料強度，將引起刀具破損。在機械載荷作用下，降低了刀具材料疲勞強度，容易引起機械裂紋而破損。影響刀具壽命的因素較多，主要歸納為5個方面：工件材料、刀具材料及其幾何參數(shù)、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、切削液冷卻。切削速度對切削溫度影響＊大，因而切削速度對刀具壽命的影響＊大。在制定切削用量時，需確定具體切削工序的切削深度、進給量、切削速度及刀具壽命。需綜合考慮生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和加工成本。切削深度的選擇，進給量的選擇，切削速度的選擇需科學合理。從介質(zhì)方面考慮，切削液選擇也需多方面考量，重點關(guān)注切削液的潤滑性能、冷卻性能。通常在粗加工過程中，切削量大，易出現(xiàn)刀具磨損嚴重，現(xiàn)場煙霧較多問題?？梢酝ㄟ^調(diào)整切削液濃度或使用冷卻性能優(yōu)異的切削液。加工過程中出現(xiàn)崩刀，重點核查刀具材質(zhì)、強度等幾何參數(shù)是否滿足要求。

1）刀片牌號、規(guī)格選擇不當，如刀片的厚度太薄或粗加工時選用了太硬太脆的牌號。對策：增大刀片厚度或?qū)⒌镀⒀b，選用抗彎強度及韌性較高的牌號。2） 刀具幾何參數(shù)選擇不當（如前后角過大等）。對策：可從以下幾方面著手重新設(shè)計刀具。① 適當減小前、后角。② 采用較大的負刃傾角。③ 減小主偏角。④ 采用較大的負倒棱或刃口圓弧。⑤ 修磨過渡切削刃，增強刀尖。3）刀片的焊接工藝不正確，造成焊接應力過大或焊接裂縫。對策：①避免采用三面封閉的刀片槽結(jié)構(gòu)。②正確選用焊料。③避免采用氧炔焰加熱焊接，并且在焊接后應保溫，以消除內(nèi)應力。④盡可能改用機械夾固的結(jié)構(gòu)4）刃磨方法不當，造成磨削應力及磨削裂紋；對PCBN銑刀刃磨后刀齒的振擺過大，使個別刀齒負荷過重，也會造成打刀。對策：①采用間斷磨削或金剛石砂輪磨削。②選用較軟的砂輪，并經(jīng)常修整保持砂輪鋒利。③注意刃磨質(zhì)量，嚴格控制銑刀刀齒的振擺量。5） 刀具監(jiān)控系統(tǒng)切削用量選擇不合理，如用量過大，便機床悶車；斷續(xù)切削時，切削速度過高，進給量過大，毛坯余量不均勻時，切削深度過??；切削高錳鋼等加工硬化傾向大的材料時，進給量過小等。對策：重新選擇切削用量。6） 機械夾固式刀具的刀槽底面不平整或刀片伸出過長等結(jié)構(gòu)上的原因。對策：①修整刀槽底面。②合理布置切削液噴嘴的位置。③淬硬刀桿在刀片下面增加硬質(zhì)合金墊片。7） 刀具磨損過度。對策：及時換刀或更換切削刃。8） 切削液流量不足或加注方法不正確，造成刀片驟熱而裂損。對策：① 加大切削液的流量。② 合理布置切削液噴嘴的位置。③ 采用有效的冷卻方法如噴霧冷卻等提高冷卻效果。④ 采用*切削減小對刀片的沖擊。9） 刀具安裝不正確，如：切斷車刀安裝過高或過低；端面銑刀采用了不對稱順銑等。對策：重新安裝刀具。10） 工藝系統(tǒng)剛性太差，造成切削振動過大。對策：① 增加工件的輔助支承，提高工件裝夾剛性。② 減小刀具的懸伸長度。③ 適當減小刀具的后角。④ 采用其它的消振措施。11） 操作不慎，如：刀具由工件中間切入時，動作過猛；尚未退刀，即行停車。對策：注意操作方法。

在許多情況下，刀片切削刃的制備（或稱刃口鈍化）已成為決定加工成敗的分水嶺。鈍化工藝參數(shù)需根據(jù)特定的加工要求而定。例如，用于高速精加工鋼件的刀片對刃口鈍 化的要求就與用于粗加工的刀片有所不同。刃口鈍化可應用于加工幾乎任何類型碳鋼或合金鋼的刀片，而在加工不銹鋼和特殊合金材料的刀片上，其應用則有一定限制。刀具監(jiān)控系統(tǒng)鈍化量可以小至0.007mm，也可以大到0.05mm。為了在條件惡劣的加工中起到增強切削刃的作用，還可以通過刃口鈍化形成微小的T型棱帶。一般來說，用于連續(xù)車削加工以及銑削大部分鋼和鑄鐵的刀片需要進行較大程度的刃口鈍化。鈍化量取決于硬質(zhì)合＊＊號和涂層類型（CVD或PCD涂層）。對于重度斷續(xù)切削加工刀片，對刃口進行重度鈍化或加工出T型棱帶已成為一種先決條件。根據(jù)不同的涂層類型，鈍化量可接近0.05mm。與此相反，由于加工不銹鋼和高溫合金的刀片容易形成積屑瘤，因此要求切削刃保持鋒利，只能進行輕微鈍化（可小至0.01mm），甚至還可以定制更小的鈍化量。同樣，加工鋁合金的刀片也要求具有鋒利的切削刃。

涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術(shù)包括：氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用型PVD和CVD涂層，可以提高刀具的硬度和氧化溫度。碳氮化鈦（TiCN）涂層：通過在TiN中添加碳元素，提高了涂層的硬度和表面光潔度。氮鋁鈦（TiAlN）和氮鈦鋁（AlTiN）涂層：氧化鋁（Al2O3）層與這些涂層的復合應用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高，與鈦含量較高的TiAlN涂層相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。氮化鉻（CrN）涂層：這種涂層具有較好的抗粘結(jié)性能，是對抗積屑瘤的＊＊解決方案。金剛石涂層：金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能，非常適合加工石墨、金屬基復合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件，因為它與鋼的化學反應會破壞涂層與基體的粘附性能。近年來，PVD涂層刀具的市場份額有所擴大，其價格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5－15μm，而PVD涂層的厚度約為2－6μm。在涂覆到刀具基體上時，CVD涂層會產(chǎn)生不受歡迎的拉應力；而PVD涂層則有助于對基體形成有益的壓應力。較厚的CVD涂層通常會顯著降低刀具切削刃的強度。因此，CVD涂層不能用于要求切削刃非常鋒利的刀具。