在機(jī)械加工過程中，切削加工是工業(yè)生產(chǎn)中最基本、最普通和最重要的方法之一，它直接影響工業(yè)生產(chǎn)的效率、成本和能源消耗。提高加工效率，將會(huì)帶來巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。近年來，陶瓷刀具產(chǎn)業(yè)取得了快速的發(fā)展，現(xiàn)代陶瓷刀具材料多為復(fù)合材料。目前應(yīng)用于刀具的陶瓷材料主要為氧化鋁系、氮化硅系、硼化鈦系和金屬陶瓷等系列。而其中的金屬陶瓷基復(fù)合材料是上世紀(jì)三十年代逐漸發(fā)展起來的一種新型材料。由于金屬陶瓷具有硬度高、耐磨性好、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良的綜合性能而被廣泛用作工具材料。

一、 金屬陶瓷刀具的發(fā)展歷程

金屬陶瓷用于切削刀具最早始于上世紀(jì)二十年代對TiC化合物的實(shí)驗(yàn)研究，上世紀(jì)五十年代，TiC-Mo-Ni金屬陶瓷首次作為刀具材料用于鋼的高速精密切削。它雖然具有與硬質(zhì)合金不相上下的高強(qiáng)度和高硬度，但其韌性比較差。為了提高金屬陶瓷的韌性，改善其切削性能，上世紀(jì)七十年代人們最終開發(fā)出了一種韌性很高的細(xì)顆粒TiC-TiN基金屬陶瓷。從那時(shí)以來，金屬陶瓷在刀具開發(fā)中的應(yīng)用日趨廣泛。

二、金屬陶瓷刀具的特點(diǎn)及加工范圍

金屬陶瓷刀具在硬質(zhì)合金行業(yè)中一般是指TiCN/TiC/TiN為硬質(zhì)相，添加Co或Ni作為粘接相，在很多場合中，添加元素周期表地IVB、VB及VIB族金屬中的一種以上的氮化物、碳化物及碳氮化物作為添加劑以增強(qiáng)金屬陶瓷的力學(xué)、高溫性能的一種刀具。

金屬陶瓷刀具的特點(diǎn)：（1）硬度高；（2）與被加工工件材料的親和力低，不易產(chǎn)生積屑瘤；（3）化學(xué)穩(wěn)定性好；（4）耐熱性，耐磨性好。

適合加工范圍：金屬陶瓷刀具適合加工各種鋼件和鑄鐵件的半精加工和精加工，當(dāng)切削深度在2.5mm以下，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量在0.25mm/r以下，每齒進(jìn)給量在0.2.mm/齒以下時(shí)，金屬陶瓷刀具具有出色的切削性能。加工以上材質(zhì)的金屬陶瓷刀具都可以提供穩(wěn)定的刀具壽命和良好的表面光潔度。但在斷續(xù)切削領(lǐng)域不適合金屬陶瓷刀具，容易發(fā)生刀片破損現(xiàn)象。

注意：從加工材料硬度來講，金屬陶瓷刀具主要適合半精加工和精加工硬度為HRC45以下的鋼件和鑄鐵件，對于HRC45以上的難加工材料（如高硬度鑄鐵軋輥，高鉻鑄鐵，高溫合金等材料）還是選擇立方氮化硼刀具或陶瓷刀具比較好。

三，金屬陶瓷刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具三種材質(zhì)性能和應(yīng)用對比

（1）從刀具材料的發(fā)展與切削加工高速化的關(guān)系進(jìn)行對比：在加工黑色金屬領(lǐng)域中：立方氮化硼刀具＞陶瓷刀具＞金屬陶瓷刀具。

（2）從加工工件的硬度進(jìn)行對比：立方氮化硼刀具（加工硬度在HRC45以上）＞陶瓷刀具（加工硬度在HRC40-HRC55之間的精加工）＞金屬陶瓷刀具（加工硬度在HR45以下的半精加工和精加工）。

（3）從不同刀具材料的切削速度和硬度來講：立方氮化硼刀具＞陶瓷刀具＞金屬陶瓷刀具（在加工黑色金屬領(lǐng)域）；

（4）從刀具材料韌性來講：金屬陶瓷＞立方氮化硼（CBN）＞陶瓷刀具；

從內(nèi)部組織來講，金屬陶瓷刀具仍然歸于硬質(zhì)合金刀具大類，而不歸于陶瓷刀具，而立方氮化硼刀具，氮化硅刀具，氧化鋁陶瓷刀具從材料學(xué)角度均可歸為陶瓷刀具材料；且從應(yīng)用角度和刀具性能來講，金屬陶瓷刀具在一定領(lǐng)域確實(shí)比涂層硬質(zhì)合金刀具更具優(yōu)勢。