切削速度越高就要求刀具材料更耐磨,還要求具有較高的熱硬性。金屬陶瓷、立方氮化硼以及兩種適合精細加工需要的陶瓷--氧化鋁和氮化硅(現(xiàn)代術(shù)語"陶瓷"包含氧化鋁和氮化硅,而不象過去單指氧化鋁。),它們的應(yīng)用日漸普及。聚晶金剛石是另一種干式切削情況下使用的刀具材料。在所有這些材料中,它們都有較高的紅硬性和耐磨性,需要權(quán)衡考慮的是脆性較大。
金屬陶瓷是一種先進的硬質(zhì)合金。金屬陶瓷比常規(guī)硬質(zhì)合金能承受更高的切削溫度,但是缺乏硬質(zhì)合金的耐沖擊性、在中型到重型加工時的韌性、以及在低速大進給時的強度。金屬陶瓷在小的和不變的負(fù)荷時,也象常規(guī)硬質(zhì)合金那樣,有差不多的刀刃強度。但是它在高切削速度下的耐高溫和耐磨性能更好,持續(xù)時間更長,加工的工件表面更光潔。當(dāng)用于加工軟的和粘性的材料時,它也有較好的抗積屑瘤性能,表面質(zhì)量很好。
較好的高溫硬度來自配料時加入的鈦的化合物。金屬陶瓷是硬質(zhì)合金的一種型式,它含有堅硬的鈦基化合物(碳化鈦、碳氮化鈦和氮化鈦),粘結(jié)劑是鎳或鎳鉬。由于金屬型粘結(jié)劑的溫度局限性,典型的金屬陶瓷牌號,在加工的材料硬度超過HRC40時,不具備足夠高的熱硬性。
金屬陶瓷比起涂層和非涂層硬質(zhì)合金,對斷裂和進給引起的壓力更加敏感。因此,它最好用于高精度工件和表面質(zhì)量要求較高時。理想的加工工序是切削那些連續(xù)的表面。
車削碳鋼時,進給量的上限通常是0.025英寸/轉(zhuǎn)。一般用途的銑削,可以在高的主軸速度、中等進給量的條件下進行。如果滿足這些條件,在大量生產(chǎn)時金屬陶瓷能長時間地保持鋒利的切削刃。如果金屬陶瓷是在傳統(tǒng)的切削速度和進給量下使用,比起硬質(zhì)合金刀具能改善了刀具壽命和表面質(zhì)量,也能提高生產(chǎn)率,對于切削合金鋼時其提高幅度為20%,對于切削碳鋼、不銹鋼和軟鐵時為50%。