由于金屬陶瓷刀具能進行高速、高效切削加工，并能獲得美觀的高質量加工面，因此在日本很快得到普及應用，其銷售額占到所有刀具銷售額的近20%。但近年來，金屬陶瓷刀具的市場占有率停滯不前，甚至有所下降，原因之一是金屬陶瓷刀具的壽命不穩定，尤其是其抗熱沖擊性能在強力斷續切削中可靠性較低，從而影響了其進一步普及應用。面對目前依靠自動化和刀具長壽命化來降低加工成本的市場要求，金屬陶瓷刀具顯然已無法滿足。
　　為了提高金屬陶瓷刀具的切削性能、使用壽命及穩定性，日本特殊陶業株式會社應用自己的合金技術，成功開發了用于車削鋼件、具有高抗熱沖擊性能的新型金屬陶瓷材料C7X/C7Z，并已實現商品化。現將其特長和切削性能簡介如下。
　?。?）提高抗熱沖擊性能的探索
　　熱沖擊引起的破壞是由熱循環導致熱裂紋和交變應力導致熱疲勞為破壞源而產生的。從機理上分析，為了具有良好的抗熱沖擊性，應具備以下三種特性：①抑制熱裂紋產生的特性；②抑制熱裂紋擴展的特性；③高的高溫強度。利用以硬質相微細化為主的組織控制方法，可以改善材料特性，獲得高強度。但是，在實際切削加工中，刀具損傷最重要的原因之一是刀尖在高溫下工作所致。調查結果表明，熱裂紋是由材料中耐熱性較差的結合相引起的。特殊陶業株式會社從這種觀點出發，認為金屬陶瓷發生熱沖擊損傷、磨損等的重要原因在于其結合相，據此，對結合相進行了“特殊耐熱合金化”處理。
　?。?）C7X/C7Z金屬陶瓷的特點
　　具有高耐熱性的合金都是高熔點合金，其制造難度很大。但在C7X新型金屬陶瓷的開發中，采用了最新的合金技術，成功實現了結合相的特殊熱合金化，獲得了理想的金屬陶瓷材料，提高了熱傳導性、硬質相與結合相的結合強度以及高溫硬度。由于使結合相實現了高熱傳導率化，因此可防止熱裂紋的產生；由于提高了硬質相與結合相的結合強度，因此能抑制熱裂紋的擴展；由于提高了高溫硬度，因此能提高高溫耐磨性能。由C7X的熱裂紋擴展情況可知，原有金屬陶瓷的熱裂紋在低強度硬質相與結合相的晶界面擴展；而C7X金屬陶瓷由于提高了硬質相與結合相的強度而抑制了熱裂紋擴展，從而可提高C7X的抗熱沖擊性能。此外，與原有金屬陶瓷的結合相比，C7X的結合相與鋼的親和力較小，能大幅改善抗粘刀性能，從而可提高加工面質量。
　　針對切削加工對刀具耐磨性要求提高的需求，該公司成功開發了在C7X金屬陶瓷刀具上涂覆自主開發的Z涂層的C7Z金屬陶瓷刀具。Z涂層是一種具有優良的表面平滑性和潤滑性、與金屬陶瓷基體結合強度高的涂層，涂覆Z涂層的C7Z金屬陶瓷是一種加工面質量、耐磨性和抗熱沖擊性兼優的高性能涂層金屬陶瓷。
　?。?）C7X金屬陶瓷刀具的切削性能
　　C7X金屬陶瓷刀具的濕式斷續切削評價結果表明，其他公司的金屬陶瓷在沖擊次數達到1000次時產生了由熱裂紋導致的崩損，而C7X金屬陶瓷的破壞沖擊次數為2000次，其壽命是其他公司金屬陶瓷的2倍。由沖擊次數達1200次時的刀尖損傷圖像可以看出，其他公司產品的刀尖因熱裂紋而導致崩損，而經特殊耐熱合金化的C7X未產生熱裂紋，屬于正常磨損。從這種損傷狀況的差異可知，C7X具有優良的抗熱沖擊性能。由耐磨性能切削試驗（試驗條件：工件材料：SNCM439；刀片：TPGN160308-TN；切削條件：V=150m/min，f=0.2mm/r，d=1.5mm；干切削）的評價結果可知，與其他公司的金屬陶瓷相比，C7X的磨損量約小25%，顯示出優良的抗磨損性能。從以上的評價結果可以確定，由于特殊耐熱合金化的效果，C7X是一種耐磨性能和抗熱沖擊性能兼優的金屬陶瓷，從這兩點可知，它能提高刀具的使用壽命。
　?。?）C7X/C7Z刀具的加工實例
　?、偌庸嵗?：用C7X切槽刀干式切槽的加工實例（被加工件材料：SUJ2），切削速度為70m/min，進給速度為0.1mm/r。由于交變熱循環的作用，其他公司刀具的刀尖發生了崩刃，隨著磨損的進展產生了毛刺，一個刀尖在切槽數為700時達到使用壽命；而C7X切槽刀未發生崩刃，由于磨損受到抑制，也未產生毛刺，一個刀尖的切槽數達到1500，刀具壽命是其他公司產品的2倍以上。
　　②加工實例2：用C7Z切槽刀濕式斷續切槽的加工實例（被加工材料：S53C），切削速度為200m/min，進給量為0.07mm/r。其他公司的涂層金屬陶瓷切槽刀因熱裂紋、熱疲勞而發生崩刃，故將加工數量設定為一個刀尖切300個槽，由于采用C7Z切槽刀，切槽壽命延長到一個刀尖能切 500個槽。當切槽數達到300個后，其他公司切槽刀的刀尖產生了由熱裂紋、熱疲勞引起的較大崩刃，而C7Z切槽刀未產生熱裂紋。由此可見，C7Z切槽刀能完成長時間穩定的強力斷續加工。
　　具有優良抗熱沖擊性能和耐磨性能的C7X/C7Z刀具適用切削范圍廣，尤其在因崩刃導致刀具壽命不穩定的切削加工范圍內，對要求刀具壽命穩定化（抗崩刃、抗磨損兼優）的加工能有效延長刀具壽命。C7X/C7Z刀具已獲得市場用戶的高度評價，不僅可用于軸承加工和切槽加工，還能用于普通車削刀具面向的加工，今后將在降低切削加工成本、提高加工質量方面發揮積極作用。
　　
　　
　　來源：中國硬質合金商務網