[实用新型]陶瓷刀具

说明书

本实用新型涉及陶瓷刀具，更明确地说是用于切削加工纸张、香烟过滤嘴、皮革、橡胶、塑料、石材、水泥制品等非金属材料。

过去的切削刀具，大多以碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等材料制成。主要用来切削加工铸铁、高强度钢、淬硬钢、一般钢材等金属材料。这些切削用刀具的硬度、耐磨性能、耐高温性能都有一定的局限性，使用寿命有一定的局限性，制造成本也较高。另外，切削加工时切屑与刃部间有焊合现象，从而影响退屑并使刃部的温度上升，硬度下降。早在二十世纪初，人们就设想应用陶瓷刀具来切屑金属。但是，真正能在切削加工领域应用陶瓷刀具，还是从七十年代出现热压Al₂O₃－TiC陶瓷刀具之后，用此类刀具仅加工各种金属材料。由于其加工工艺较复杂，成本不能大幅度下降，有脆性，不适宜冲击加工，因而，目前尚未在国内普及推广。

本实用新型陶瓷刀具的目的，在于克服上述缺点和不足，扩大陶瓷刀具的应用范围，提供一种不但具有高硬度、高耐磨性、特殊的耐高温性能和良好的化学稳定性，而且其脆性和耐机械冲击性也有较大改善，其制造成本低、加工工艺较简单，从而可以迅速在国内推广普及的陶瓷刀具。

为了达到上述目的，本实用新型陶瓷刀具，一种是锒嵌粘结刀具，它是由刀头、刀座以及将刀头锒嵌在刀座上的粘结剂或连结体所构成。刀座由40Cr或其它钢材制成。连结体可以是紧固件、压块等，也可以是把刀头焊接、锒嵌在刀座上的焊料。刀头由刃部、体部和锒嵌部以陶瓷材料一体构成，体部和锒嵌部较厚实，从而可以提高刀头的整体强度、减少脆性，增加其冲击性能。

刀头以Al₂O₃基或Si₃N₄基陶瓷材料一体制成。这种陶瓷材料的比重小、硬度高、耐磨性好、耐高温度性能优异，有更好的机械冲击强度和高温冲击强度，脆性进一步降低。

本实用新型陶瓷刀具的刀头以粉末冶金方法制成。制作时，采用超细或细粉状的Al₂O₃或Si₃N₄，加入碳化物或氮化物、少量金属或合金粘结剂和成型剂，冷压烧结或热压制成。以这种陶瓷材料用粉末冶金制成的陶瓷刀具工艺较简单，成本进一步降低。

另外，Al₂O₃基或Si₃N₄基陶瓷刀具的制作原料，来源丰富，随着粉末冶金制粉方法的不断进步，原料价格会更便宜。并且陶瓷密度低而比重小，材料性能好，因此，这种陶瓷刀具的成本较硬质合金低得多，其硬度较硬质合金硬，使用寿命长，推广的前景十分广阔。

本实用新型陶瓷刀具具有优于硬质合金的高硬度、高耐磨性、高耐高温性能和良好的化学稳定性，其脆性、机械冲击强度和热冲击强度也有在的改善，其制造成本低。其硬度达HRA91－95，较硬质合金提高3－5％；耐热性达1200－1450℃，冲击韧性达2.94－11.75KJ／M²，其生产成本Al₂O₃基和Si₃N₄基刀具分别为硬质合金的25－50％和90％左右。本实用新型可广泛应用于纸、香烟过滤嘴、皮革、橡胶、石材、水泥制品等非金属材料的切削加工中。

以下结合实施例及其附图对本实用新型陶瓷刀具作更一步的说明。

图1为本实用新型实施例1圆片陶瓷刀具的结构示意图。

图2为实施例2卷烟机水松纸陶瓷刀具的结构示意图。

图3为实施例2的刀头结构示意图。

图4为图3刀头的左视图。

图1中，本实用新型实施例1圆片陶瓷刀具由刀座1、刀头2以及将刀头2锒嵌在刀座1上的连结体3构成。刀头2则由刃部4、体部5和锒嵌部6以陶瓷材料一体构成，体部5与锒嵌部6较厚。

图2中，实施例2由刀座1、刀头2和粘结剂3构成。将刀头2粘结锒嵌在刀座1上时，体部5的一部分即锒嵌部6。

实施例1和实施例2均以Al₂O₃基或Si₃N₄基陶瓷材料构成。实施例1可用于切削橡胶。实施例2可用于卷烟机中切割水松纸。