ابزارهاي برشي
كاربرد گسترده مواد سراميكي، ابزارهاي برشي مي باشند. ابزارهاي برشي سراميكي داراي سختي گرم بالا هستند و با مواد قطعه كار،واكنش مينمايند. مزاياي آنها عبارتند از عمرهاي ابزاري طولاني، ماشينكاري در سرعتهاي خيلي بالا، و نرخهاي باربرداري فلزي بسيار بالا. بعضي از كاربردها از سراميكهاي اتصال يافته با بايندر مناسب، استفاده مي نمايد ولي بسياري از ابزارهاي برشي از سراميكهاي بالك، تشكيل يافته اند. مثالهايي از سراميكهاي اتصال يافته با بايندر ،عبارتند از چرخهاي برش و سنگ زني الماس و SiC و نوكهاي برشي ساخته شده از كاربيدهاي سمانته. كاربيدهاي سمانته، كاربيدهاي سختي نظير WC، TiC,TaC, NbC هستند كه توسط يك بايندر (معمولا Co) به يكديگر اتصال داده ميشوند. پوشش دادن توسطTiN, TiC, Al2O3 يا پوشش هاي چندگانه ممكن است جهت بهبود عملكرد برشي،بكار رود. كاربيدهاي سمانته داراي محدوده كاربرد بسيار وسيع هستند. آنها مي توانند براي ماشينكاري اكثريت فولادها،چدن، آلياژهاي پايه Ni، مواد نرمي نظير Al يا مواد سختي نظير چدن تبريدي (سفيد) و Ti، استفاده گردند. قطعات ابزار برشي ساخته شده از Al2O3 و Al2O3-TiC براي ساليان متمادي تحت استفاده صنعتي بوده اند. عملكرد آنها شامل ماشينكاري چدن، فولادهاي سخت شده، و ماشينكاري ويژه مواد مقاوم به حرارت است. در بعضي موارد، سنگ زني مي تواند بعد از عمليات ماشينكاري حذف گردد. در سالهاي اخير، بسياري از ابزارهاي برشي سراميكي ديگر، توسعه يافته اند. در ميان اينها مي توان از ZTA, Al2O3 تقويت شده با ويسكر SiC, Si3N4, سيالونها و PSZ نام برد.
راندمان ماشينكاري Ce-TPZ به عنوان يك ابزار برشي، مورد ارزيابي قرار گرفته است. بهبود در بقاي لبه اي ابزار و افزايش در راندمان برشكاري در طي ماشيكاري سرعت بالاي چدن با گرافيت كروي، مشاهده گرديده است كه اين امر به دگرگوني فازي و چقرم شدن دگرگوني فازي سيكلي فاز ZrO2 نسبت داده شده است. ابزارهاي برشي از سراميكهاي بالك، بازار مهمي را در ماشينكاري سوپر آلياژهاي پايه Ni در صنعت توربين گازي، پيدا نموده اند.
نيتريد سيليسيم، انتخاب شاره يك براي ماشينكاري چدن خاكستري است. آن داراي مقاومت به شوك حرارتي بالاتر و تافنس بهتري نسبت به سراميكهاي اكسيدي تقويت نشده مي باشند. ابزارهاي برشي از الماس پلي كريستالي و نيتريد برن مكعبي (c-BN) توسط روكش كاري (cladding)يك لايه نازك سراميكي بر روي زير لايه WC-CO تهيه مي شود كه سخت ترين ابزارهاي موجود مي باشند، ولي آنها بسيار گران هستند. ابزارهاي برشي c-BN عمدتا براي عمليات پرداختكاري بر روي قطعات سخت كه مواد داراي سختي راكول C ( HRc) بيش از 48 هستند، مورد نظر مي باشند. مواد نرم، سايش اضافي ايجاد مي نمايند. بافتهاي ( تكسچرهاي) سطحي عالي مي توانند با لبه هاي c-BN حاصل شود. ابزارهاي برشي با روكش الماس (الماس پلي كريستال؛ PCD) يا با پوشش الماس ، فابليت توليد بهتري را ارائه مي نمايند. خصوصا در ماشينكاري سازه هاي لانه زنبوري Nomex، كامپوزيتهاي SiC/Al و C-C و كامپوزيتهاي داراي الياف Kevlar. يك كاربرد مهم عبارتست از تراشكاري و فرزكاري آلياژهاي Si-Al ساينده. به خاطر طبيعت خيلي ترد PCD،شرايط بسيار پايدار ، ابزارها و ماشينهاي صلب، و سرعتهاي بالا براي ماشينكاري با آنها ، الزامي است. PCDها براي فلزات آهني، نامتاسب هستند. آنها بايد براي فلزات غير آهني و مواد غيرفلزي، مورد ملاحظه قرار گيرند.
منبع:
سراميكهاي مهندسي،دكتر مورات بنگيتسو، ترجمه دكتر ابراهيمي
