发展历史

结构性能

实际应用和发展前景

民用陶瓷刀具

特点(硬度高 陶瓷刀具 特性 优点)

发展历史

随着新技术革命的发展，要求不断提高切削加工生产率和降低生产成本.，特别是数控机床的发展，要求开发比硬质合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。日前各种高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨和耐高温的难以切削的新材料日益增多。据文献估计，这类材料己占国际上加工总数的50%以上.，硬质合金刀具对其中不少新材料的加工难以胜任。另一方面，现在国际上硬质合金产量己达20 000- 25 000 t。每年消耗大量的金属，如W、Co、Ta和Nb等。这些金属的矿产资源正日益减少，价格上涨，按日前消耗速度，用不了几十年.有些资源将耗尽。陶瓷刀具就是在这样的背景下发展起来的。

早在1912-1913年.英国和德国己出现了氧化铝陶瓷刀具，但其在生产上的应用则始于1950年。由于其强度、韧度低，较长时期内仅限于做连续切削精加工用.，且切削速度和进给量都较低。直到1968年才出现第2代陶瓷刀具-复合氧化铝刀具，在强度和韧度上较之氧化铝刀具有了明显提高，可以在较高的速度和较大的进给量下切削各种工件.得到了较广泛的应用。

20世纪70年代末到80年代初国际出现了第3代陶瓷刀具-氮化硅陶瓷刀具。这类陶瓷刀具有比复合氧化铝刀具更高的韧性、抗冲击性、高温强度和抗热震性。陶瓷刀片在各工业发达国家的产量增长很快。

我国自20世纪60年代中开始批量生产复合氧化铝刀片，目前年生产量为14-15万片。氧化硅陶瓷刀片虽自20世纪70年代中就开始研究，由于性能欠佳，不能满足需求。近几年来，随着对高温结构陶瓷领域研究的不断深入，使氮化硅陶瓷的性能有了很大提高，从而使氮化硅陶瓷刀具在我国迅速发展起来。

结构性能

传统的陶瓷材料一般取自自然界，如景德镇的土，经过混料、成形和焙烧等工序制成各种日用品。而现代高技术陶瓷，也称特种陶瓷，它的材料是人工合成的，如氮化硅粉，纯度高。利用现代粉末冶金工艺制造，制成的产品具有硬度高和耐高温等性能。

材料可分为金属材料和非金属材料。非金属材料又分为无机材料和有机材料。不论何种材料.其性质.如熔点、硬度和导电性等主要取决于内部微观结构.即取决于内部质点的结合方式和结合力。有机材料靠较弱的分子结合力，所以熔点低、硬度小。金属材料靠金属键结合，它的结合力较分子键强，但较共价键和离子键弱，因此熔点和硬度仍不算高。硬质合金采用金属将WC等硬质相联系起来.其性能介于金属和陶瓷之间。陶瓷材料主要是离子键和共价键结合，其结合力是比较强的正负离子间的静电引力或共用电子对，所以熔点高、硬度高、具有好的绝缘性、化学稳定性还有氧化性。这就是陶瓷材料能成为切削刀具的原因。

实际应用和发展前景

虽然我国陶瓷刀具的研究水平不比国外差，但实际应用发展较慢。据有关资料报导，目前国内陶瓷刀具占总刀具使用量的比例不超过1%。氮化硅陶瓷刀具是近年来才在生产中推广使用的一种新型刀具。因此，不论在刀具的几何参数、切削用量以及使用技术方面，均缺乏成熟的经验。

我国陶瓷刀具在可转位刀具中比重很小，年产量不到硬质合金的0. 1%。从切削性能上看，我国陶瓷刀具正向高硬度合金铸铁粗加工、断续切削方向发展。北京科技大学研制的ST新型复合陶瓷刀具能断续切削HRC63以上的高速钢滚刀。在刀具品种中除各种车刀外还正在开发铣刀和刨刀等。

民用陶瓷刀具

利用航天陶瓷材料开发的，不但具有超过钢性刀具锋利，而且耐酸碱、不导电，对食品无化学反应，是典型的绿色产品，可在冰冻条件下切削肉类和其他食品，切削水果不变色，切洋葱不刺眼等特性。

陶瓷刀具有氧化铝(Al2O3)基和氮化硅(Si3N4)基氧化锆三大类，具有工效高、使用寿命长和加工质量好等特点。过去由于抗弯强度低、脆性大，长期以来主要作为精加工刀具，占各类刀具材料中的比重很小。

陶瓷刀具的特点：硬度高且不会锈蚀 缺点是韧性差受冲击能力低。

特点

硬度高

1、一般为HRA93-94.因此耐磨性好.可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料，例如硬度达HRC65的各类淬硬钢和硬化铸铁。因而可免除退火加工所消耗的电力；并因此也可提高工件的硬度，延长机器设备的使用寿命；

2、不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；

3、陶瓷刀片切削时与金属摩擦力小.切削不易粘接在刀片上.不易产生积屑瘤.加上可以进行高速切削.所以在条件相同时.工件表而粗糙度比较低。

4、刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数，保证被加工工件的小锥度和高精度；

5、耐高温.红硬性好.可在1 200℃下连续切削.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬质合金高很多。可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀具高3-10倍，达到节约工时、电力、机床数30-70%或更高的效果；

6、氮化硅陶瓷刀具主要原料是自然界很丰富的氮和硅，用它代替硬质合金，可节约大量W、Co、Ta和Nb等重要的金属。

陶瓷刀具

市面上的陶瓷刀大多是用一种纳米材料“氧化锆”加工而成。 用氧化锆粉末在 2000度高温下用 300吨的重压配上模具压制成刀坯，然后用金刚石打磨之后配上刀柄 就做成了成品陶瓷刀。因此陶瓷刀具备了高硬度、高密度、耐高温，抗磁化、抗氧化等 特点。

陶瓷刀使用精密陶瓷高压研制而成，故称陶瓷刀。 陶瓷刀号称“贵族刀” ，作为现代高科技的产物，具有传统金白色陶瓷刀属 刀具所无法比拟的优点；采用高科技纳米氧化锆为原料，因此陶瓷刀又叫“锆宝 石刀” ，它的高雅和名贵可见一斑。

特性

陶瓷刀具有耐磨、高密度、高硬度、无毛细孔、不会藏污纳垢、非金属铸 造不会生锈、切食物无金属味残留、轻薄锐利、易拿易切、清洗容易……等优点， 具有许多金属制刀具无法取代的特性。 陶瓷刀的硬度为 9，仅次于世界上最硬的物质——钻石(10)，所以只要使 用时不摔至地面、不用外力撞击、不去剁或砍，正常使用的情况下永久都不需要 磨刀。 陶瓷刀的硬度基于保安方面的考虑，生产商一般都在刀身内混入金属粉， 使金属探测器都可以侦测出陶瓷刀。 陶瓷刀的硬度 但陶瓷刀不适合料理需要砍、剁的食物，因此除了骨头、粗鱼刺……等较 硬之食材不适合使用陶瓷刀料理以外，其它如冷冻肉品、青菜、水果果肉、生鱼 片、竹笋（不含外壳） 、肉类、海鲜、不含壳的贝类……等非硬性食物皆可使用。 黑色陶瓷刀 传统金属铸制的刀具，因其表面有无数毛细孔，因此料理食材时会有汤汁 残留于毛细孔中，且料理食材时金属制的刀具会有微量的金属元素，形成异味或 金属味；而陶瓷刀的密度相当高，所以表面无毛细孔且陶瓷材质研制，不会有异 味或金属味。 陶瓷刀削苹果较长时间放置没有变色 另外陶瓷刀的硬度很高，目前的制造工艺已经有了很大的提高，陶瓷刀可 以经受住一定的撞击，但是在使用时还是要格外小心，以防锋利纤薄的刀口崩裂。 陶瓷刀锋利度也是钢刀的十倍以上，十分锋利，使用时要注意安全，避免小孩接 触。 用途从用于航天航空等高尖端科技领域，扩大到工业陶瓷刀具，近两年广泛用 于民用。陶瓷刀充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，环保新时尚，感受新 生活，是人类追求环保健康的高品质生活；轻巧美观、细润色透的外型中平添了 高贵与现代相融合的气息，陶瓷刀代替金属刀已经成为一种趋势。 陶瓷刀与金属刀的区别在超市买一把普通金属厨房用刀与一把精密陶瓷刀做比较。 陶瓷刀具采用高纯超细氧化锆为原料，经喷雾造粒、等静压成形、精密加 工等多种工序制造而成，具有硬度高、耐腐蚀性强、化学稳定性好、高耐磨性等 特点，外型美观精致，刃口锋利无比，是真正意义上的永不磨损、永不腐蚀的刀。 陶瓷刀全部用手工打磨，的每个面都向内呈均匀弧形，这样最大限度地保 证了陶瓷刀的强度，同时又保证了切削时的流畅。手工打磨的刀刃及刀面均匀一 致，光洁度极高，极易清洗。

优点

陶瓷刀具用于现代厨房，具有一系列金属刀无法比拟的优点：

1、高品质。超高硬度、耐高温、耐腐蚀、锋利无比、不易磨损、永不生锈 不锈钢等金属刀切割食物后，会破坏食物的自然口味，使用陶瓷刀的刀具就不会 出现这种现象。

2、健康。采用生物医学材料制造，不含镍、铬等重金属元素。与肌肤接触 不会产生过敏现象。陶瓷材料的化学稳定性极强，耐酸碱、永不生锈变色。不会 与食物发生任何化学反应，保持食物原本的新鲜、美味。刀身经过1700℃高温烧 结，全致密、无孔隙、无磁性。使用时不粘污，易于清洁且抑菌。

3、实用：高新技术成果，刀身有极高的硬度。其耐磨性是金属刀的 60 倍， 几乎永不磨损，免去要磨刀的麻烦。刀刃经特殊设计，锋利无比。无论处理一些 水果蔬菜或是肉类，皆可保持其税利度，不会有粘刀现象。依据人体工程学原理 设计的易握型手柄，使您倍感轻松、安全、舒适。时尚：色泽圆润、纯净、有玉 的质感，平添高贵享受。陶瓷刀的刀刃不会受酸性物质、果汁、盐、油和其他物 质的侵蚀，即使在王水中加热煮几小时也不会有任何变化。

4、用途：爱DIY 料理和西餐的人，这是你的绝佳好帮手哦。使用它来 切削瓜果、蔬菜、肉类、还有面包，蛋糕等甜点也不会留下任何的异味。具有超 高硬度，超高耐磨性，并且耐腐蚀永不生锈，不导电，不传热，无磁性，刃口锋 利，表面洁白光滑，使用轻松省力，不沾粘稠液体，易清洗等特点。

5、包装：陶瓷刀包装礼品装、套装等产品可供选择，无论居生活或是馈赠 亲友均为健康、时尚的品味之选！