随着材料科学及刀具工艺的发展，具有高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的陶瓷材料已经成为新一代高性能刀具的主要原材料，除了应用于食器、装饰上以外，在工业发展中也起着十分重要的作用。

陶瓷刀具（来源：ngkntk.com）

在这些陶瓷刀具中，氧化铝(Al₂O₃)刀具是被应用得很广的一类，具有物美价廉的优势，被大量应用于硬材料切割、高速钢切割、超高速切割等一些难加工材料的切割。由于氧化铝陶瓷刀具的最佳切削速度比一般的硬质合金刀具高，因此可大幅提高对不同材料的切削效率。

各类型的氧化铝基陶瓷刀具

不过就像做菜一样，调味不一样时成品出来的效果也会大不同。通过对粉体配方的调整，氧化铝刀具其实也有很多种玩法！

1、白陶瓷

当Al₂O₃基陶瓷中的杂质含量不足0.1%时，称为白陶瓷，它的纯度比较高，其中杂质的成分多为氧化镁或者是氧化钛等，它的耐磨性非常好，主要应用于高速切削灰铸铁等材料，然而，它的强度很低，韧性以及抗热性能都比较差。

来源：ntkcuttingtools.com

为了提高韧性，一是可以通过制备出粒径尺寸在100 am以下的单分散α-Al₂O₃纳米粉，利用纳米氧化铝的高活性，采用先进的烧结技术在较低的制备温度得到细晶氧化铝陶瓷；二是在纯Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂作为烧结助剂来提高它的断裂韧性。这些技术都可以弥补原先氧化铝陶瓷的不足，提高它的切削性能和耐用度。

不过也因为纯Al₂O₃陶瓷刀具高温性能、耐磨损性较好，但抗弯强度较低、抗抗冲击能力差的特点，目前它越来越多地被各种复合Al₂O₃陶瓷刀具所替代。

2、黑陶瓷

当Al₂O₃基陶瓷中的其他物质的含量达到20%~30%时，因其颜色多为黑色而被称为黑陶瓷，其他物质的成分多数为碳化钛(TiC)，一般和Al₂O₃经过加热压制而成，形成复合陶瓷。

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由于添加了碳化钛，所以这种复合陶瓷的硬度要比白陶瓷的硬度大，它的强度、耐磨性以及热硬性都比白陶瓷要好，即使在高温下也能抑制因热量引起的刀尖变形。充分利用这个性质，可进行高硬度材料（高强度钢等，最高至HRC65）的高速精加工。

3、金属陶瓷

在黑陶瓷中加入微量的镍或是钼等金属，经过加热压制处理而形成的陶瓷叫做金属陶瓷。金属陶瓷的抗弯性以及刚度都比较强，主要应用于切削调制合金钢，它的切削速度以及刀具的使用寿命都比一般的刀具要强，并且因为金属陶瓷中含有少量的金属成分，从而可以获得较细的表面质量。

4、晶须增强陶瓷

晶须增强陶瓷是最近发展起来的一类陶瓷材料，这类材料中大多含有线状的碳化硅纤维，在Al₂O₃陶瓷中添加了碳化硅纤维以后，陶瓷的耐磨性以及强度都会有所提高，并且它的断裂韧性是以前的陶瓷断裂韧性的二倍。研究发现，采用SiC晶须增韧的氧化铝陶瓷刀具材料的断裂韧度可达8.10MPa·m^1/2，而采用TiC、TiN以及SiC等第二相颗粒弥散增韧时的断裂韧度一般很难达到7MPa·m^1/2以上。

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由于添加SiC晶须能够有效提高氧化铝陶瓷刀具材料的断裂韧度、抗弯强度和硬度，因此从20世纪80年代开始，随着SiC晶须商业化生产的实现，国内外各种牌号的SiC晶须增韧氧化铝陶瓷刀具材料也得以研制成功并投入使用，目前主要应用于切削淬火钢以及工具钢等。

总结

不看不知道，原来单纯氧化铝一种材料在刀具上就有这么多的玩法。不过随着陶瓷材料不断深入的研究与开发，陶瓷刀具在金属切削加工业中的应用还会不断地扩展。为了满足现代社会对制造业发展的需要，一定还会有更多性能更加优良的陶瓷复合材料刀具问世，就让我们拭目以待。

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