当我们听到陶瓷刀具,第一印象是否是易碎的,和茶杯/碗一样,一旦从高处掉落就会碎?


那么陶瓷切削刀具是什么,跟茶杯/碗等陶器是一样的吗?


接下来介绍两者的不同之处。


被誉为“刀中贵族”的陶瓷刀,有何特别之处?


1.原料不同


茶杯/碗等陶器主要原料为粘土,而切削刀具使用的陶瓷是基于高硬度、具有化学稳定性的原料制成的,比如氧化铝Al2O3和二氧化锆ZrO2。他们是由比粘土硬的多的原料制成的。


2.成型方法不同


茶杯/碗等陶器多为纯手工或者手工器具制作成型的。而切削用的陶瓷刀具是将原料装入专用模具,然后用专用设备以每平方厘米约1-2吨的压力冲压成型,从而消除了颗粒之间的空隙,形成了高强度的陶瓷刀具材料。


3.烧结温度不同


茶杯/碗等陶器在大约900-1,300 °c 的相对“低温”下烧结,而在切削中使用的陶瓷刀具在1500摄氏度以上的“高温”下进行烧结处理。此外,烧结温度和烧结时间经过严格控制,确保生产出高品质、高性能的陶瓷刀具。


同样是陶瓷,由于上述原料、生产工艺等不同,使得陶瓷刀具具备了两项优秀的特性。让我们来看一下,陶瓷刀具如何利用这些特性在高速加工中发挥作用。


陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具适用于切削加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁)和钢材(碳素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬火钢等),也可用来切削铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。陶瓷刀具材料性能上存在着抗弯强度低、冲击韧性差问题,不适于在低速、冲击负荷下切削。


优点嘛,不会锈、有一定的抗氧化功能。适合切啥?不带硬核/籽的水果,大部分蔬菜(贝贝南瓜这个可能就偏硬了尤其是皮),大部分无骨的肉类、去骨的鱼类。所以陶瓷刀是不可能一刀走天下的。摔断了?刀刃裂了崩了?换新吧。尽量注意轻拿轻放,请勿用来横着拍蒜。


最厉害的是,我们发现用陶瓷刀切的苹果,放好一会儿都不会氧化变黄。因为性能稳定,在切一些偏酸的水果的时候也并不会担心产生反应,真的是又健康又环保呀!除了一些硬骨头、冻肉外,陶瓷刀基本上可以轻松驾驭大多数食材。在切水果和蔬菜的时候,这套刀具的锋利程度让我刮目相看,它能够轻松切出薄厚均匀的一片一片的食物,对强迫症来说简直不要太幸福!这样切出来的食物简直是健康又好看!


陶瓷菜刀的缺点:一个产品有其优点必有其缺点,陶瓷刀也一样,因陶瓷刀都是由氧化锆烧结而成,由其产品原材料的性质决定了它的硬度是9,但比较脆,韧度低不能砍硬物,高处摔落易崩口、缺角或断裂,所以陶瓷刀不能砍、砸、撬、剔等;虽然这几年由于产品技术不断提高,在这一方面都有所改善,这都不能根本解决这一产品本来的性质,加上陶瓷刀在加工时用大型号的金刚石砂轮磨成刀后,厚度变薄,就更脆了;再又装了刀柄 ,重量增加,防摔能力也就减弱。所以我们用陶瓷刀,要用其长避其短。


即使处于高温环境,也能保持较高的硬度


被誉为“刀中贵族”的陶瓷刀,有何特别之处?


上图显示环境温度和材料硬度的关系。


绝大多数材料受热后会变软,切削刀具也是如此。环境温度越高,材料硬度下降幅度越大。硬质合金和金属陶瓷的硬度在1000℃时,会下降到常温状态的35%左右。


而陶瓷(白瓷HC1、黑瓷HC2、氮化硅陶瓷SX6)在同等条件下,硬度下降幅度要小得多。特别是氮化硅陶瓷SX6材质,即便在温度达到1000℃的情况下,其硬度依然能够保持在常温状态的73%左右。


即使处于高温环境,也能保持较高的抗折强度


被誉为“刀中贵族”的陶瓷刀,有何特别之处?


上图显示环境温度和材料抗折强度的关系。


硬质合金在常温下具有抗折强度高,不易开裂的特点。即使如此,随着环境温度上升,强度也会急剧下降。温度达到1200°时,强度相比常温约下降到其35%左右。


而陶瓷(白瓷HC1、黑瓷HC2、氮化硅陶瓷SX6)在同等条件下,强度下降幅度要小得多。特别是氮化硅SX6材质,即使在温度1200°时,其强度依然能够保持在常温时的82%左右。


我们知道,切削加工过程中,刀具与被加工材料摩擦会产生大量的切削热。切削速度越快,刀尖温度上升的越高,刀具硬度和抗折强度越难保持,这就限制了正常加工中能够使用的切削速度。而陶瓷刀具利用其在高温领域硬度高、抗折强度好的材料特性,能够实现远超硬质合金的高速加工,从而大幅提升生产效率。让我们看看实际能得到怎样的效果吧:


铸铁及耐热合金加工实例如下图显示:


铸铁加工实现3倍效率提高。


耐热合金加工实现15倍效率提高。


被誉为“刀中贵族”的陶瓷刀,有何特别之处?

文章来源: 涛哥爱车,工业制造

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