高性能纳米陶瓷复合材料刀具可行性报告.doc

高性能纳米陶瓷复合材料刀具 可行性研究报告 项目名称：高性能纳米陶瓷复合材料刀具 编 撰 人： 年月日  高性能纳米陶瓷复合材料刀具 项目概述 近十多年来，新型刀具材料的不断出现以及机械制造技术及控制技术的飞速发展，使切削加工的能力和水平提高到一个崭新的高度，从而促进了高速加工中心的开发与发展。新型陶瓷材料以及复合材料以其高强度、耐磨削的特点，在高速切削工具和干式切削工具行业得到了越来越多的应用。 本项目针对我国目前陶瓷刀具产品力学性能较差，质量不稳定，无法满足我国汽车制造、飞机制造、重型机械、化工设备等领域关键零、部件加工设备数控机床要求的现状，研制开发出具有自主知识产权的新一代Al2O3-Ti(C,N)、Al2O3-Ti(C,N)-TiNi、Al2O3-ZrO2等系列的纳米陶瓷复合材料刀具，其强度、韧性和耐高温性能达到目前国外性能最好的陶瓷刀具材料水平。 作为新一代陶瓷复合材料刀具，主要是在陶瓷刀片制造过程中，采用纳米粉末在低温下烧结陶瓷刀具，烧结时无须添加抑制剂，从而使晶界处无杂质存在，提高陶瓷刀片的机械性能和使用性能，并使之具有很高的硬度和熔点及高温化学稳定性和力学稳定性。同时，项目产品还具有价格低、综合性能好的优点，对淬硬钢铁零件，可实现高效率以车铣代磨加工，用单一工序代替多道工序，大大缩短工艺流程，并可实现高效率、高质量的车、镗和铣削加工，以及精密孔的加工，提高了加工效率和质量，减少机床占有率，特别有利于实现自动化切削加工。 随着我国汽车等机械制造业的发展及高速切削技术和干切削技术的推广，陶瓷刀具在我国刀具市场的占有率将迅速提高，在机械制造业领域有广阔的应用前景。 项目基本情况 项 目 所在地： 邮 编： 项目占地面积：平方米 项目建筑面积：平方米 厂 区 布置图： 法 人： 联 系 人： 项 目 投 资：人民币万元 产 品 名 称：陶瓷刀具 产 量：万片/年 原 料 用 量：氧化铝粉末： Kg/年 氧化锆粉末： Kg/年 二、主要技术与性能指标 本项目主要技术性能指标达到当今国际同类产品先进水平，主要性能参数如下： Al2O3-ZrO2纳米陶瓷复合材料刀具： 抗弯强度800 MPa，断裂韧性 7.8 MPa(m1/2，维氏硬度20 GPa 刀具的使用温度1000 (C；最大切削速度1500m/min；热震性能优良(ΔT600C°)； 使用寿命和加工精度达到国际同类产品的先进水平 三、项目拟执行的质量标准类型、质量标准名称 项目生产的陶瓷刀具分为标准型和非标型，其中标准型按下列国家（国际）标准执行，非标刀具按用户要求并参考国家标准制定企业标准。 1. 无孔的陶瓷可转位刀片按GB2079－87执行，此标准等采用国际标准ISO0883－1995。 2．陶瓷可转位刀片圆角半径按GB2077－87执行，此标准等效采用国际标准ISO3286－1976。 3．陶瓷可转位铣刀片按GB2081－87执行，此标准等效采用国际标准ISO3365－1985。 四、项目技术开发可行性 （一）国内外相关技术的研究、开发现状项目技术现状 国际上陶瓷刀具主要有氧化铝(Al2O3)基和氮化硅(Si3N4)基两大类。代表性的陶瓷刀具公司有德国、日本、瑞典以及美国公司。其产品主要用于高硬度材料及铸铁的低成本加工。其中氧化铝系列陶瓷刀具材质包括Al2O3、Al2O3-TiC、Al2O3-TiN等，制造原料多以亚微米粉体为主。如山特维克可乐满(Sandvik Coromant)公司生产的CC6090氮化硅陶瓷刀具适于高速粗、半精切削加工灰铸铁，而纯陶瓷CC620及复合陶瓷CC650适于精加工轻载荷切削灰铸铁。N11，IN22和IN23是伊斯卡(ISCAR)公司开发的陶瓷刀片。IN11刀片的主要成分为Al2O3 和ZrO2，可用于钢(切削速度400 m/min)和铸铁(切削速度600 m/min)的精加工；IN22刀片的主要成分为Al2O3 和TiCN，可用于淬硬钢、难加工材料、冷硬铸铁的车削，也可用于高速钢和工具钢的切削加工，加工硬度50 HRC淬硬钢的切削速度可达150 m/min ，进给量达0.2 mm/rev；IN23刀片的主要成分为Al2O3 和TiC，应用范围与氮化硅陶瓷刀具相似，可用于灰铸铁和球墨铸铁的半精、精加工，也可用于精铣或轻断续切削加工，加工灰铸铁的刀具寿命比未涂层氮化硅陶瓷刀具的寿命长。京瓷(K